Đổi [FONT=&]$150cm^2 = 0,015m^2$[/FONT], 30cm = 0,3m.
Khi viên đá nổi trong nước, trọng lượng của viên đá cân bằng với lực đẩy Acsimet.
Gọi x là phần viên đá chìm trong nước thì ta có $P = F_A$.
Hay $d_1.S.h = d_0.S.x.$
\Rightarrow$x = \dfrac{d_1.h}{d_0}$ = 0,[FONT=&]1[/FONT]2 (m) = 12(cm).
Tức $x = \dfrac{2}{5}.h.$
b)
[FONT=&]
[/FONT] Khi viên đá được nhấn chìm thêm một đoạn y thì lực đẩy Acsimet tăng lên bằng lực tác dụng:
$F = F_{A’} – P = d_0.S.(x+y) – d_1.S.h$
Hay $F = d_0.S.x – d_1.S.h+ d_0.S.y = d_0.S.y.$
Khi viên đá chìm hoàn toàn thì lực tác dụng lúc này là:
$F = d_0.S.(h – x)$ = 10000.[FONT=&]0,015[/FONT].(0,3 – 0,[FONT=&]1[/FONT]2) = 27 (N).
Vậy trong giai đoạn từ lúc nổi đến khi mặt trên viên đá ngang mặt thoáng thì lực tác dụng tăng đều tư 0 đến $F = 8.10^{-3}N$ và công thực hiện trong giai đoạn này:
$A_1 = \dfrac{(F + 0).(h – x)}{2}$ = 2,43(J).
Trong giai đoạn tiếp theo lực tác dụng không đổi và bằng $F = 27N$ đến khi viên đá chạm đáy và đã đi được quãng đường là s = h_0 – h = 0,8 – 0,3 = 0,5m.
Công thực hiện được trong giai đoạn này:
$A_2 = F.s$ = 27.0,5 = [FONT=&]13,5[/FONT] (J).$
Vậy tổng công thực hiện:
$A = A_1 + A_2$ = 15,93 (J).
[FONT=&]a) [/FONT][FONT=&]
Khi khối gỗ được nhấc ra khỏi mặt nước một đoạn y so với lúc đầu thì có lực tác dụng là:[/FONT]
[FONT=&]$F = P – F_A = d_1.S.h – d_0.S.(x – y) = d_1.S.h – d_0.S.x + d_0.S.y = d_0.S.y.$[/FONT]
[FONT=&]Khi bắt đầu y = 0 cho đến khi khối gỗ ra khỏi mặt nước tức y = x thì công của lực tác dụng là:[/FONT]
[FONT=&]$A = \dfrac{F}{2}.x = \dfrac{1}{2}.d_0.S.x^2 = \dfrac{1}{2}.10000.0,015.0,12^2 = 1,08 (J).$[/FONT]