Мышца плеча расположена недалеко от опоры — у неё короткое плечо. Вес зажатого в руке груза имеет длинное плечо. Поэтому, чтобы поднять груз весом 10 Н(1 кг), мышца плеча
должна подействовать с силой 100 H, поскольку её плечо в 10 раз короче.
А теперь ответы на вопрос.
С какой примерно силой должна действовать мышца голени, чтобы поднять на носки
человека весом 500 Н? (см. рисунок)
Мышца
А-150-200Н
Б-200-400Н
В-400-450Н
Г-450-600Н
Плотность гранита: ρ₁ = 2670 кг/м³
Плотность меди: ρ₂ = 8900 кг/м³
Так как массы шаров одинаковы, то объем медного шара меньше объема гранитного:
ρ = m/V
ρ₂ > ρ₁ => V₂ < V₁
Очевидно, что выталкивающая сила в воде будет больше у шара с бо'льшим объемом. Тогда при погружении шаров воду:
P'₁ = P₁ - Fₐ₁ = P₁ - ρ(в)gV₁
P'₂ = P₂ - Fₐ₂ = P₂ - ρ(в)gV₂
Так как Р₁ = Р₂ и ρ(в)gV₁ > ρ(в)gV₂, то:
P'₁ < P'₂
Таким образом, при погружении весов в воду чашка с медным шаром перевесит чашку с гранитным.
Давление на дне Р1 = 5Ро.
Давление в середине колодца Р2 = (Ро+Р1)/2 = 3Ро.
Площадь нижней половины вертикальной стенки полностью заполненного колодца S.
Площадь всей стенки колодца 2S.
Сила давления воды на нижнюю половину вертикальной стенки полностью заполненного колодца равно F2 = S*((3Po+5Po)/2) =
= S*4Po.
Сила давления воды на всю вертикальную стенку полностью заполненного колодца равно F1= 2S*((Po+5Po)/2) =
= 2S*3Po = 6S*Po.
Отношение F2/F1 = 4S*Po/6S*Po 4/6 = 2/3 ≈ 0,6667.