thả một khối sắt hình lập phương cạnh 20cm vào một bể hình hộp chữ nhật,đáy nằm ngang,chứa nước đến độ cao H=80cm
a)tính lực khối sắt đè lên đáy bể
b)tính công tối thiểu để nhấc khối sắt ra khỏi nước.cho trọng lượng riêng của nước là d2=10000N/m3,của sắt là 78000N/m3.bỏ qua sự thay đổi của mực nước trong bể
Tóm tắt :
\(a=20\left(cm\right)=0,2\left(m\right)\\ H=80\left(cm\right)=0,8\left(m\right)\\ d=78000\left(\frac{N}{m^3}\right)\\ d_1=10000\left(\frac{N}{m^3}\right)\)
a) \(F=?\)
b) \(A=?\)
Giải :
a) Trọng lượng của vật là :
\(P=d.V=d.a^3=78000.0,2^3=624\left(N\right)\)
Lực đẩy Ác si mét tác dụng lên vật là :
\(F_A=d_1.V=d_1.a^3=10000.0,2^3=20\left(N\right)\)
Lực của khối đá đè lên đáy bể là :
\(F=P-F_A=624-20=604\left(N\right)\)
b) Giải đoạn 1: Lực cần tác dụng để kéo vật đến khi mặt trên của vật bắt đầu ra khỏi nước là F= 604 (N)
Công cần thực hiện trong giai đoạn này là :
\(A_1=F.\left(H-a\right)=604.\left(0,8-0,2\right)=362,4\left(J\right)\)Giải đoạn 2 : Lực cần kéo vật ra khỏi mặt nước tăng dần từ F =604 (N) đến khi bằng trọng lượng P=624(N) của vật
Công cần kéo trong giai đoạn 2 là :
\(A_2=F_{tb}.a=\frac{1}{2}.\left(F+P\right).a=\frac{1}{2}.\left(604+624\right).0,2=116,8\left(J\right)\)
Vậy tổng công cần thực hiện để kéo vật ra khỏi nước là :
\(A=A_1+A_2=362,8+116,8=479,2\left(J\right)\)
