Задачи › Плавание тел, устойчивость плавания

Два бруска плавают

  1. Два бруска плавают

    Росатом 2021/22, 8 кл.
    2/10

    Брусок в форме прямоугольного параллелепипеда плавает в воде. Когда на него поставили ещё один точно такой же брусок, над поверхностью воды оказался точно такой же объём, как и объём погружённой в воду части одного бруска (на рисунке эти объёмы закрашены). Найти плотность материала брусков, если плотность воды \(\rho_0\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(\rho = \dfrac{2}{3}\,\rho_0\).

    Решение

    Пусть масса и объём одного бруска равны \(m\) и \(V\), а объём его погружённой части равен \(V_1\). Условие плавания одного бруска по закону Архимеда: \[mg = \rho_0 g V_1.\] Два бруска имеют массу \(2m\). Над водой оказывается объём \(V_1\), поэтому погружённый объём двух брусков равен \(2V - V_1\), и условие плавания: \[2mg = \rho_0 g\,(2V - V_1).\] Деля второе уравнение на первое, получаем \(2 = \dfrac{2V - V_1}{V_1}\), откуда \(V_1 = \dfrac{2}{3}V\). Тогда плотность материала \[\rho = \frac{m}{V} = \rho_0\,\frac{V_1}{V} = \frac{2}{3}\,\rho_0.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи