Обозначим A - работу, F1 - силу при подъеме груза, находящегося в воде, F2 - силу при подъеме груза, находящегося в воздухе, S1 и S2 - длину пути в воде и в воздухе соответственно, V - объем гранита, Pг и Рв - удельную плотность гранита и воды.
Тогда работа будет равна сумме работ по подъему гранита из воды и дальнейшему подъему в воздухе:
A=F1S1+F2S2
На гранит в воде действует сила тяжести, равная mg и противодействующая ей выталкивающая сила, равная gVРв: Тогда подъемная сила должна быть равна:
F1=mg-gVPв=gVРг-gVPв
На гранит в воздухе действует сила тяжести, равная gVРг. Тогда подъемная сила на этом участке должна равна:
F2=gVPг
Таким образом: A=(gVРг-gVPв)*S1+gVPг*S2
Плотность воды и гранита - справочные данные, находим по таблицам:
Рв = 1000 кг/м^3 Рг=2700 кг/м^3
Подставив данные получите результат.
Чтобы сдвинуть, т.е. придать шкафу движение, пусть даже без ускорения, нужно приложить к нему силу, равную силе трения скольжения.
Как известно, сила трения скольжения численно равна силе нормальной реакции опоры, умноженной на коэффициент трения.. В условиях данной задачи нормальная реакция опоры равна весу тела, т.е. mg, где m - масса тела в кг, g - ускорение свободного падения, равное приближенно 10 м/с^2.
Таким образом, к шкафу нужно приложить силу, равную коэффициенту трения, умноженному на mg, т.е. 0,3*70*10 = 210 Н.
