Используя неподвижный блок, из воды поднимают гранитную плиту объёмом 0,03 $м^{3}$. Какую силу надо приложить, если плита находится в воде; на поверхности воды? Трение не учитывать.

Для решения задачи, связанной с подъемом гранитной плиты из воды с использованием неподвижного блока, необходимо рассмотреть следующие физические понятия и законы:

1. Сила тяжести Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает тела к себе. Она определяется как произведение массы тела на ускорение свободного падения: $$ F_{\text{тяж}} = m \cdot g $$ где:
2. $ m $ – масса тела, кг;

3. $ g $ – ускорение свободного падения, значение которого приблизительно равно $ 9.8 \, \text{м/с}^2 $ на поверхности Земли.

4. Плотность вещества
   Масса тела также может быть вычислена через объем и плотность вещества, из которого состоит тело:
   $$ m = \rho \cdot V $$
   где:

5. $ \rho $ – плотность материала, кг/м³;

6. $ V $ – объем тела, м³.

Для гранита плотность приблизительно равна $ \rho_{\text{гранита}} \approx 2700 \, \text{кг/м}^3 $.

1. Сила Архимеда Когда тело погружено в жидкость (или газ), на него действует сила Архимеда – выталкивающая сила, направленная вверх. Эта сила равна весу жидкости (или газа), вытесненной телом: $$ F_{\text{Арх}} = \rho_{\text{жидкости}} \cdot V \cdot g $$ где:
2. $ \rho_{\text{жидкости}} $ – плотность жидкости (для воды примерно $ 1000 \, \text{кг/м}^3 $);
3. $ V $ – объем тела, м³;

4. $ g $ – ускорение свободного падения, м/с².

5. Равновесие сил
   Чтобы поднять плиту, нужно преодолеть её вес, если она находится на воздухе, или разницу между весом плиты и силой Архимеда, если она находится в воде.

6. На поверхности воды сила, необходимая для подъема, равна силе тяжести плиты:
   $$ F_{\text{подъема}} = F_{\text{тяж}} $$

7. Если плита находится в воде, сила, необходимая для подъема, равна разности силы тяжести и силы Архимеда:
   $$ F_{\text{подъема}} = F_{\text{тяж}} - F_{\text{Арх}} $$

8. Учет неподвижного блока
   Неподвижный блок служит только для изменения направления силы, но не изменяет величину силы, необходимой для подъема. Поэтому расчеты не учитывают дополнительные механические преимущества.

9. Алгоритм расчета

10. Вычислить массу плиты по её плотности и объему.

11. Определить силу тяжести, действующую на плиту.

12. Если плита находится в воде, вычислить силу Архимеда, действующую на неё.

13. Рассчитать силу, необходимую для подъема плиты, в зависимости от ее положения (в воде или на поверхности воды).

Таким образом, используя вышеописанные физические законы, можно легко рассчитать силу, которую необходимо приложить для подъема гранитной плиты.