Задачи › Плавание тел, устойчивость плавания

Пенопластовый брусок с гирями

  1. Пенопластовый брусок с гирями

    Росатом 2023/24, 11 кл.
    3/10

    На поверхности воды плавает брусок из пенопласта в форме прямоугольного параллелепипеда. Когда на поверхность бруска поставили три одинаковые гири, он погрузился в воду на половину своего объёма. А когда на поверхность бруска поставили 7 точно таких же гирь, то его верхняя грань оказалась на одном уровне с поверхностью воды. Найти отношение плотности пенопласта к плотности воды.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите условие плавания бруска с тремя гирями и с семью гирями и исключите массу бруска и массу гирь.

    Ответ

    \(\dfrac{\rho}{\rho_0} = \dfrac{1}{8} = 0{,}125\).

    Решение

    Пусть масса бруска \(M\), объём бруска — \(V\), масса одной гирьки — \(m\). Тогда условие равновесия бруска с тремя гирьками и с семью гирьками даёт \[Mg + 3mg = \rho_0 g\,\frac{V}{2} , \qquad Mg + 7mg = \rho_0 g V ,\] где \(\rho_0\) — плотность воды. Умножая первое уравнение на 7, второе — на 3 и вычитая второе уравнение из первого, получим \[4M = \frac{1}{2}\,\rho_0 V .\] А поскольку \(M = \rho V\), где \(\rho\) — плотность пенопласта, отсюда получаем \[\frac{\rho}{\rho_0} = \frac{1}{8} = 0{,}125 .\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи