Сила Архимеда и… — Задание Физика 8 Класс №00050613

Рука сама тянется посчитать $\rho g V$ с полным объёмом $4$ литра. Но эта формула с полным объёмом верна, только если брусок целиком под водой. Поэтому сначала надо понять, где брусок окажется: утонет он или всплывёт.

Сравним плотности. Объём $4\text{ л} = 0{,}004\text{ м}^3$, плотность бруска

$$\rho_{\text{б}} = \dfrac{m}{V} = \dfrac{3}{0{,}004} = 750\text{ кг/м}^3.$$

Это меньше плотности воды $1000\text{ кг/м}^3$, значит, брусок всплывёт и будет плавать, высунувшись из воды частью объёма.

Когда плавающий брусок успокоился, на него действуют только две силы: сила тяжести вниз и выталкивающая сила вверх. Он неподвижен, значит, они равны:

$$F_{\text{А}} = mg = 3\cdot 10 = 30\text{ Н}.$$

Проверим себя через погружённый объём. Сила $30\text{ Н}$ означает, что брусок вытесняет $30 : (1000\cdot 10) = 0{,}003\text{ м}^3$ воды, то есть $3$ литра из своих $4$. Под водой три четверти бруска, а $0{,}75$ — как раз отношение $750 : 1000$. Если бы ты взял все $4$ литра, вышло бы $40\text{ Н}$ — такая сила вытолкнула бы брусок вверх, и он не мог бы покоиться.