Задачи › Сила Архимеда

Пирамида на дне аквариума

  1. Пирамида на дне аквариума

    «Надежда энергетики» 2023/24, 7 кл.
    5/10

    Правильная четырёхугольная пирамида приклеена к дну стеклянного аквариума. Длина стороны квадрата, лежащего в основании пирамиды, равна высоте пирамиды \(a = 10\) см. Аквариум заполнен водой до уровня \(h = 2a\). Плотность воды \(\rho_{\text{в}} = 1000\) кг/м\(^3\), плотность стекла \(\rho = 2{,}7\,\rho_{\text{в}}\). Найдите силу давления пирамиды на дно аквариума, если объём данной пирамиды равен \(a^3/3\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сила Архимеда на пирамиду направлена вниз, если пирамида прижата ко дну. Сравните с тем, как вода давила бы на дно без пирамиды.

    Ответ

    \(26\) Н.

    Решение

    Если бы вместо клея был тонкий слой воды, то сила Архимеда равнялась бы \(F_A = \rho_{\text{в}} g V = F_A(\uparrow) - F_A(\downarrow) = \rho_{\text{в}} g h S - F_A(\downarrow)\), откуда \(F_A(\downarrow) = \rho_{\text{в}} g h S - \rho_{\text{в}} g V\).

    Когда пирамида приклеена, сила давления на дно аквариума \[F_{\text{д}} = mg + F_A(\downarrow) = 2{,}7\,\rho_{\text{в}}\,\frac{a^3}{3}\,g + \rho_{\text{в}}\,g\left(2a^3 - \frac{1}{3}a^3\right) = 2{,}7\cdot 10^3\cdot\frac{10^{-3}}{3}\cdot 10 + 10^3\cdot 10\left(2\cdot 10^{-3} - \frac{1}{3}\cdot 10^{-3}\right) = 9 + 17 = 26~\text{Н}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи