用一根能承受2t物体的拉力的钢绳,能否把沉没在水中、体积为1m3、密度是2.6×103kg/m3的大石块提起?如果能提起,当石块提到露出水面多大体积时,绳子就要断?

问题描述:

用一根能承受2t物体的拉力的钢绳,能否把沉没在水中、体积为1m3、密度是2.6×103kg/m3的大石块提起?如果能提起,当石块提到露出水面多大体积时,绳子就要断?

石块重量为G=mg=ρVg=2600kg/m3×1m3×10N/kg=2.6×104N,
在水中受到的浮力:F=ρgV=1000kg/m3×10N/kg×1m3=1.0×104N,
此时只需要F=2.6×104N-1.0×104N=1.6×104N的力就可以将石块提起.
绳子的耐受力F=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N>1.6×104N,
所以可以将石块提起.
当钢绳的拉力达到最大耐受力时,即:F=20000N
此时石块所受的浮力为:F=G-F=26000N-20000N=6000N.
由ρgV′=6000N得:V′=

F
ρg
=
6000N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=0.6m3
V=V-V′=1m3-0.6m3=0.4m3
答:当石块提到露出水面0.4m3时,绳子就要断.