Какой по весу груз может удержать на поверхности воды пробковый пояс объемом 6,25дм в кубе и массой 2 кг, если пояс будет погружен в воду полностью?

Для того чтобы ответить на вопрос, нужно использовать принцип Архимеда, который гласит, что на всякое тело, погруженное в жидкость, действует сила архимедовой тяги, равная весу выталкиваемой телом жидкости.

Давайте разберем задачу:

1. Объем пробкового пояса: 6,25 дм³ (или 6,25 литра). Вода имеет плотность около 1000 кг/м³ (или 1 кг/л).

2. Масса пробкового пояса: 2 кг.

3. Сила архимедовой тяги: сила архимедовой тяги, которая будет действовать на пробковый пояс, равна весу выталкиваемой им воды. Поскольку объем пояса 6,25 литра (или 6,25 кг воды), сила архимедовой тяги составит 6,25 кг × 9,8 м/с² = 61,25 Н.

4. Погружение пояса в воду: если пояс полностью погружается в воду, то его масса должна быть компенсирована архимедовой силой для того, чтобы он не утонул. Это означает, что сила архимедовой тяги должна уравновесить вес самого пояса и нагрузку, которую мы добавляем.

5. Нагрузка (груз): Пусть груз имеет массу $m$. Для того чтобы пояс оставался на поверхности воды, груз должен быть таков, чтобы общий вес (масса пояса плюс масса груза) был равен силе архимедовой тяги. Масса пояса — 2 кг, следовательно, вес пояса $W_{\text{пояса}} = 2 \times 9,8 = 19,6$ Н.

Теперь, учитывая, что сила архимедовой тяги составляет 61,25 Н, для удержания пояса на поверхности воды, груз должен компенсировать разницу между архимедовой силой и весом самого пояса.

Итак, груз должен иметь массу $m$, такую что его вес $W_{\text{груза}} = W_{\text{архимеда}} - W_{\text{пояса}}$. Подставим значения:

Масса груза будет равна $m = \frac{41,65}{9,8} \approx 4,25 \, \text{кг}$.

Таким образом, груз, который может удержать пробковый пояс с объемом 6,25 дм³ и массой 2 кг, при полном погружении в воду, весит примерно 4,25 кг.