ID: 00019238
Может ли удержаться на воде человек массой 60 кг, пользуясь пробковым поясом, объём которого 68\ \text{дм}^3, а масса 9 кг?
Источник: сборник задач (физика 7)
Дано:
m_{\text{ч}}=60\ \text{кг}
V_{\text{п}}=68\ \text{дм}^3=0{,}068\ \text{м}^3
m_{\text{п}}=9\ \text{кг}
\rho=1000\ \text{кг/м}^3 (вода), g=10\ \text{Н/кг}
Найти: удержится ли человек на воде?
Решение:
Сравним, что тянет вниз и что выталкивает вверх. Вниз тянет общий вес человека с поясом:
P=(m_{\text{ч}}+m_{\text{п}})\,g=(60+9)\cdot 10=690\ \text{Н}.
Вверх толкает выталкивающая сила пояса, когда он целиком в воде:
F_A=\rho g V_{\text{п}}=1000\cdot 10\cdot 0{,}068=680\ \text{Н}.
Одного пояса (680 Н) почти хватает, чтобы удержать вес 690 Н. Но и само тело человека тоже выталкивается водой (плотность тела близка к плотности воды), поэтому добавляется ещё немного выталкивающей силы. Значит, суммарной выталкивающей силы хватает.
Ответ: да, человек удержится на воде.
Да, может: выталкивающая сила пробкового пояса (около 680 Н) почти равна общему весу человека с поясом (690 Н), а с учётом того, что тело человека тоже частично выталкивается водой, человек остаётся на плаву.