Рычаг и шарик в масле и воде
5/10К правому концу \(A\) стержня, масса которого пренебрежимо мала, подвесили на тонкой нити алюминиевый шарик. Стержень положили на край сосуда с машинным маслом (как показано на рисунке), а к точке \(B\), находящейся на расстоянии \(l_1 = 50\) см слева от точки опоры \(O\), подвесили груз массой \(m_1 = 2{,}3\) кг. При этом шарик оказался погружен в масло на половину своего объема. Затем груз \(m_1\) сняли, а стержень с шаром перенесли и положили на край сосуда с водой так, что точка опоры \(O\) осталась прежней. Груз какой массой \(m_2\) надо подвесить к другому концу стержня \(C\), находящемуся на расстоянии \(l_2 = 110\) см от точки \(O\), чтобы алюминиевый шарик снова оказался погруженным на половину своего объёма? Плотности алюминия, машинного масла и воды равны \(\rho_{\text{а}} = 2700\) кг/м\(^3\), \(\rho_{\text{м}} = 800\) кг/м\(^3\) и \(\rho_{\text{в}} = 1000\) кг/м\(^3\), соответственно. Перед погружением шарика в воду его тщательно протерли от масла.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСила, с которой нить тянет конец \(A\), равна весу шарика минус сила Архимеда. Запишите правило моментов относительно \(O\) в обоих опытах и исключите неизвестное плечо \(OA\) и объём шарика.
ОтветК другому концу стержня надо подвесить груз массой \[m_2 = \left(\frac{2\rho_{\text{а}} - \rho_{\text{в}}}{2\rho_{\text{а}} - \rho_{\text{м}}}\right)\frac{l_1}{l_2}\,m_1 = 1\text{ кг}.\]
Похожие задачи
- Бочки на рычаге с двумя опорами МОШ 2009/10, 7 кл.
- Рычаг с собственной массой МОШ 2012/13, 8 кл.
- Цилиндры на рычаге в жидкости МОШ 2016/17, 8 кл.
- Цилиндры на рычаге в жидкости, 9 кл. МОШ 2016/17, 9 кл.
- Червячная передача да Винчи МОШ 2017/18, 8 кл.
- Подвесная конструкция из стержней МОШ 2021/22, 8 кл.