Question

Ведро, имеющее массу m, вместимость V, вытаскивают с водой из колодца. Плотность материала, из которого сделано ведро, равна ρ, плотность воды ρв. Какую силу необходимо приложить для подъема этого ведра, пока оно находится под водой и когда его вытащили из воды? Сопротивление воды движению ведра не учитывать.

Answer 1

1) Под водой: сила будет определяться разностью между весом ведра и выталкивающей (архимедовой) силой. При этом для определения выталкивающей силы необходимо знать объем материала, из которого сделано ведро Vведра (не путать с вместимостью ведра)
F = Pведра - Fарх = mg - ρвgVведра = g(m - ρвVведра)
Vведра = m/ρ
Окончательно получаем F = g(m - ρв×m/ρ)
Выносим массу за скобки и получаем:
F = mg(1 - ρв/ρ)

2) Когда вытащили из воды: сила будет определяться суммой веса ведра и веса воды в ведре.
F = Pведра + Pводы = mg + ρвV

m - масса ведра
V - вместимость ведра
ρ - плотность материала ведра
ρв - плотность воды
g = 10 Н/кг