by Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện là S = 200 cm$^{2}$, cao h = 50 cm, được thả nổi trong một hồ nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Tính công thực hiện để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ. Biết: dgỗ = 8000 N/m$^{3}$ ; dnước = 10000 N/m$^{3}$ và nước trong hồ có độ sâu là H = 1 m.
Hướng dẫn
– Thể tích của vật là:
V = S.h = 0,01 m$^{3}$.
– Trọng lượng của vật là:
P = V.d$_{g}$ = 0,01.8000 = 80 N.
– Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật khi vật nổi trên mặt nước là:
F$_{A}$ = P = 80 (N)
– Chiều cao phần vật chìm trong nước là:
⇒ Chiều cao phần vật nổi trên mặt nước là: l = h – h1 = 0,5 – 0,4=0,1 (m)
– Lực F cần tác dụng để vật ngập hoàn toàn trong nước là:
F + P = F’$_{A}$ F = F’$_{A}$ – P = d$_{n}$.S.h – d$_{g}$.S.h.
⇒ F = 0,02.0,5.(10000-8000) = 20 (N)
– Lực tác dụng lên vật để nhấn chìm vật ngập hoàn toàn trong nước tăng dần từ 0 đến giá trị F. Nên công tác dụng trong giai đoạn này là:
– Công tác dụng lên vật để nhấn chìm vật đến đáy bể là:
A$_{2}$ = F.(H-h) = 20.0,5 = 10 (J).
– Vậy công tổng cộng cần tác dụng lên vật để nhấn chìm vật đến đáy hồ là:
A = A$_{1}$ + A$_{2}$ = 1 + 10 = 11 (J).
Đáp số: 11J
