какая работа совершается при подъёме гранитной плиты объёмом 2 м3 на высоту 12м? Чему равна работа ,если эту плиту поднимать на туже высоту в воде? Подскажите пожалуйста С действиями)

Чтобы ответить на вопрос, давайте разберёмся, как рассчитать работу, затраченную на подъём объекта, в двух ситуациях: в воздухе и в воде.

1. Дано:

• Объём гранитной плиты, $V = 2 \, \text{м}^3$
• Высота подъёма, $h = 12 \, \text{м}$
• Плотность гранита, $\rho_{\text{гранит}} = 2700 \, \text{кг/м}^3$
• Плотность воды, $\rho_{\text{вода}} = 1000 \, \text{кг/м}^3$
• Ускорение свободного падения, $g = 9.81 \, \text{м/с}^2$

2. Найдём массу гранитной плиты

Массу $m$ плиты можно найти, зная её объём и плотность гранита:

Подставим значения:

3. Вычислим работу, совершаемую при подъёме плиты на высоту 12 м в воздухе

Работа $A$ при подъёме объекта на определённую высоту в поле тяжести рассчитывается по формуле:

Подставим значения:

Таким образом, работа при подъёме плиты в воздухе составляет 635040 Дж.

4. Определим работу при подъёме плиты в воде

При подъёме в воде на плиту действует выталкивающая сила, определяемая по закону Архимеда. Чтобы рассчитать работу в воде, нужно учесть разницу в весе плиты в воде и в воздухе.

Выталкивающая сила (сила Архимеда)

Выталкивающая сила $F_{\text{выт}}$ равна весу вытесненного объёма воды:

Подставим значения:

Вес плиты в воде

Вес плиты в воздухе:

Вес плиты в воде будет равен разности между весом в воздухе и выталкивающей силой:

Работа при подъёме плиты в воде

Теперь можем рассчитать работу при подъёме плиты в воде, учитывая её вес в воде:

Ответ

1. Работа при подъёме плиты на высоту 12 м в воздухе составляет 635040 Дж.
2. Работа при подъёме этой же плиты на ту же высоту в воде составляет 400248 Дж.

Таким образом, подъём в воде требует меньше работы благодаря выталкивающей силе, действующей на плиту.