Question

Цепь выдерживает нагрузку 10 кН. Можно ли тогда на нём удержать в воде мраморную плиту объемом 0,4 м3 ?

Answer 1

Решение. Чтобы найти силу тяжести плиты, находим сначала ее массу:

m = pV.

Объем плиты дан в условии задачи, а плотность мрамора находим из таблицы:

r = 2700 кг/м3;m = 27 000 кг/м3 х 4 м3 = 10 800 кг.

Зная, что тело массой 1 кг весит 9,8 н, находим силу тяжести плиты:

Р = 10 800 кг х 9,8 н/кг ~ 108 000 н.

Архимедова сила, выталкивающая плитуу из воды, равна весу воды в объеме глыбы. 
Плотность воды rв=1000 кг/м3; объем V=4 м3; масса воды mв = 1000 кг/м3 х 4 м3 = 4000 кг; 
сила, выталкивающая плиту из воды:

F = 4000 кг х 9,8 н/кг ~ 40 000 н.

Сила, с которой плита действует на цепь, равна разности сил Р и F: P - F = R.

R = 108 000 н - 40 000 н = 68 000 н.

Цепь может выдержать нагрузку 70 кн.

Q = 70 кн = 70 000 н.

Так как сила R = 68 000 н, действующая на цепь, меньше предельной нагрузки Q = 70000 н, которую цепь может выдержать: Q>R, поэтому цепь будет удерживать плиту в воде.