Z jaką mocą musisz pracować, aby deskę o objętości 0,2m^3 i gęstości 800kg/m^3 zanurzyć na głębokość 40cm w czasie 2s? Przyjmij, że deska znajduje się tuż pod powierzchnią wody.

Odpowiedź :

Dane:

[tex]V=0,2m^3\\ \rho _d=800\frac{kg}{m^3}\\ \rho_w=1000\frac{kg}{m^3}\\ g=10\frac{m}{s^2}\\ t=2s\\ h=40cm=0,4m\\ Szukane:\\ P=?\\ Rozwiazanie:\\ \\ P=\frac{W}{t}\\[/tex]

Na ciało działa siła wyporu skierowana do góry. Aby deska zanurzała się należy pokonać tę siłę. Pomaga nam siła ciężkości skierowana ku dołowi. My dokładamy pozostałą, brakującą siłę.

Obliczę masę deski:

[tex]\rho_d=\frac{m}{V}\implies\ m=\rho_d V\\ m=800\cdot 0,2=160kg[/tex]

Wtedy siła ciężkości wynosi:

[tex]Q=mg=160\cdot 10=1600N[/tex]

Natomiast siła wyporu:

[tex]F_w=\rho_w\cdot g\cdot V\\ F_w=1000\cdot 10\cdot 0,2=2000N[/tex]

Musimy więc pokonać siłę:

[tex]F=F_w-Q\\ F=2000-1600=400N[/tex]

Taką siłą musimy działać aby deska poruszała się ruchem jednostajnym. Praca jaką wykonamy na dystansie h:

[tex]W=Fs\\ W=400\cdot0,4=160J[/tex]

Musimy więc działać z mocą:

[tex]P=\frac{W}{t}\\ \\ P=\frac{160}{2}\\ \\ P=80W[/tex]