Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện là S = 200 cm², cao h = 50cm, được thả nổi trong một hồ nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Tính công thực hiện để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ.

Biết: d_gỗ = 8000 N/m³ ;  d_nước = 10000 N/m³ ;

Và nước trong hồ có độ sâu là H = 1 m.

Giải:

Thể tích của vật là:    V = S.h = 0,01 m³.

Trọng lượng của vật là:     P = V.d_g = 0,01.8000 = 80 N.

Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật là:    F_A = P = 80 N.

Chiều cao phần vật chìm trong nước là:

h₁ = F_A/(d_n.S) = 0,4 m.

 Chiều cao phần vật nổi trên mặt nước là:   l = h – h₁ = 0,5 – 0,4=0,1m.

Lực F cần tác dụng để vật ngập hoàn toàn trong nước là:

F + P = F’_A    F = F’_A – P = d_n.S.h – d_g.S.h.

 F =  0,02.0,5.(10000-8000) = 20 N.

Lực tác dụng lên vật để nhấn chìm vật ngập hoàn toàn trong nước tăng dần từ 0 đến giá trị F. Nên công tác dụng trong giai đoạn này là:

A₁ = ½.F.l = 10.0,1 = 1 J.

Công tác dụng lên vật để nhấn chìm vật đến đáy bể là:

A₂ = F.(H-h) = 20.0,5 = 10 J.

Vậy công tổng cộng cần tác dụng lên vật để nhấn chìm vật đến đáy hồ là:

A = A₁ + A₂ = 1 + 10 = 11 J.