Камень брошен вертикально вверх с начальной скоростью V0 = 20 м/с. По истечении какого времени камень будет находиться на высоте H = 12 м? Найти скорость V камня на этой высоте. Сопротивлением воздуха пренебречь.

F = Fд - сила давления на верхнюю грань болванки
Считаем болванку в форме параллелепипеда.
m = ρст.*V = ρст.*h*s => s = m/(ρст.*h1) = 200 кг / (7800 кг/м³ * 0,2 м) =
= 0,13 м² - площадь верхней грани болванки.
Fд. = p * s = (pг. + pатм.) * s = (ρв.*g*h + pатм.) * s =
= (1000 кг/м³*10 Н/кг*(1 м - 0,2 м) + 1,01*10⁵ Па) * 0,13 м² = 
= (8000 Па + 1,01*10⁵ Па) * 0,13 м² =
= (0,08*10⁵ Па + 1,01*10⁵ Па) * 0,13 м² = 1,09*10⁵ Па * 0,13 м² =
= 1,4*10⁴ Н = 14 кН
Именно эту силу нужно приложить чтобы оторвать болванку от дна.
Архимедова сила здесь не т. к. вода под болванкой отсутствует, а сл-но отсутствует давление на верхнюю грань болванки. Давление на верхнюю грань наоборот создает силу, которая прижимает болванку к дну.

Обе задачи решаются по закону Гука, который установил линейную зависимость между силой и деформацией пружины.  F = - kx

1)  Найдем коэффициент деформации k = ΔF/Δx = (30-10)/(20-16)= 20/4 = 5 Н/см

     Пружина при нагрузке 10Н имеет длину 16см, т.е. при снятии нагрузки она сократится на Δх = F/k = 10/5 = 2 cм ,   16 - 2 = 14 см. 

 При отсутствии нагрузки пружина имеет длину 14см

2)  Определим жесткость пружины  k = ΔF/Δx = 8-(- 8)/(14-10)=16/4 = 4 H/см

При отсутствии нагрузки пружина имеет длину 12см

При сжатии силой 4 H  длина пружины уменьшится на Δх=F/k=4/4= 1cм, 12-1=11см