Із повсякденного життя ви добре знаєте: тіло швидше змінить швидкість свого руху (набуде більшого прискорення), якщо на нього подіяти з більшою силою. Досліди свідчать: у скільки разів збільшується сила, у стільки ж разів збільшується прискорення, якого набуває тіло в результаті дії цієї сили. Тобто прискорення руху тіла прямо пропорційне силі, прикладеній до цього тіла:
a ~ F.
Якщо однаковою силою подіяти на тіла різної маси, то прискорення тіл будуть різними: чим більшою є маса тіла, тим меншим буде його прискорення. Наприклад, якщо до тенісного м’яча та до кулі для боулінгу прикласти однакову силу, то швидкість руху кулі зміниться менше (або знадобиться більше часу, щоб швидкість руху кулі змінити так само, як і м’яча). Тобто прискорення, набуте тілом унаслідок дії сили, обернено пропорційне масі цього тіла:
Зв’язок між силою, що діє на тіло, масою тіла та прискоренням, якого набуває тіло внаслідок дії цієї сили, встановлює другий закон ньютона:
Прискорення, якого набуває тіло внаслідок дії сили, прямо пропорційне цій силі та обернено пропорційне масі тіла
Дано:
V=0,7 м3
плотность стали "ро"1 = 7800кг/м куб
Плотность воды "ро"2 = 1000 кг/м куб
Определить силу F - ?
Решение. Находим силу тяжести, действующую на рельс. Она равна произведению ускорения свободного падения (g = 9,8 м/с кв, округляем до 10м/с кв) на массу рельса. Массу рельса найдем по формуле: m=po1*V Масса рельса равна m = 5460 кг; Получим: Fт = gm; Fт = 10м/с кв*5460 кг = 54600 Н. На рельс действует архимедова сила. Она равна F(Aрх) = "ро"2gV. То есть, произведению плотности воды на ускорение свободного падения и объем плиты, "двойка" - это индекс плотности, а не коэффициент.
F(арх) = 1000 кг/м куб *10м/с кв*0,7 м куб = 7000 Н. Сила тяжести направлена вниз, а архимедова сила - вверх. Чтобы удержать рельс, необходимо приложить силу, равную разности этих сил: F = Fт - F(арх); F = 54600 Н - 7000 Н = 47600 Н. ответ: рельс нужно поддерживать, чтобы не упал на дно, с силой 47,6 кН.
