Задачи › Плавание тел, устойчивость плавания

Поплавок с леской и грузом

  1. Поплавок с леской и грузом

    Росатом 2024/25, 11 кл.
    3/10

    К поплавку массой \(m = 20\text{ г}\), плавающему в воде, привязана леска с грузом. При этом поплавок погружён в воду на две трети своего объёма. Найти в этом положении силу натяжения лески, если свободно плавающий в воде поплавок погружён в неё на одну четвёртую часть своего объёма. \(g = 10\text{ м/с}^2\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите условие плавания поплавка в двух случаях: с грузом на леске и без него. Выталкивающая сила в обоих случаях пропорциональна погружённому объёму.

    Ответ

    \(T = \dfrac{5}{3}mg \approx 0{,}33\text{ Н}\).

    Решение

    Пусть масса поплавка \(m\), его объём \(V\), плотность воды \(\rho\), \(T\) — сила натяжения лески. Условие плавания поплавка с леской и грузом: \[mg + T = \rho g\cdot\frac{2}{3}V.\] Для свободно плавающего поплавка: \[mg = \rho g\cdot\frac{1}{4}V.\] Деля первое равенство на второе, получаем \(\dfrac{mg+T}{mg} = \dfrac{8}{3}\), откуда \[T = \frac{5}{3}mg = \frac{5}{3}\cdot 0{,}02\cdot 10\text{ Н} \approx 0{,}33\text{ Н}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи