Мензурка в масле и керосине
5/10В цилиндрическом сосуде с маслом (плотность масла \(0{,}9\) г/см\(^3\)) плавает тонкостенная мензурка с \(80\) мл воды (плотность \(1\) г/см\(^3\)). Мензурка погружена в масло на \(14\) см. В сосуд поверх масла аккуратно наливают керосин (плотность керосина \(0{,}8\) г/см\(^3\)) так, что поверхность масла и поверхность воды оказываются на одном уровне. Найдите объём налитого керосина. Ответ дайте в миллилитрах, округлив до ближайшего целого. Мензурка вертикальна, не касается дна. Площадь основания сосуда \(24\) см\(^2\), мензурки — \(8\) см\(^2\). Жидкости не смешиваются.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаЗапишите условие плавания мензурки до и после наливания керосина; высоту слоя керосина выразите через разность уровней.
Ответ\(72\) мл.
РешениеДо наливания керосина: на мензурку действуют сила тяжести \(g M\) (масса мензурки и воды) и сила Архимеда \(g\rho_1 S_2 h_1\), условие равновесия \(\rho_1 S_2 h_1 = M\). После наливания керосина (плотность \(\rho_3\), слой толщиной \(h\)) условие равновесия \(\rho_1 V + \rho_3 S_2 h = \rho_1 S_2 h_1\), где \(V\) — объём воды в мензурке. Отсюда \[h = \frac{\rho_1}{\rho_3}\left(h_1 - \frac{V}{S_2}\right) = \frac{0{,}9}{0{,}8}\left(14 - 10\right)~\text{см} = 4{,}5~\text{см}.\] Объём керосина \(h\,(S_1 - S_2) = 4{,}5 \cdot 16 = 72\) см\(^3\).
Похожие задачи
- Два груза на нитях в воде Физтех 2006/07, 11 кл.
- Тестовая часть: ведро, миска и мяч СПбГУ 2009/10, 10 кл.
- Опилки в мешке МОШ 2011/12, 8 кл.
- Шарики на стержне в жидкости МОШ 2011/12, 9 кл.
- Воздушные шарики на рычаге МОШ 2012/13, 8 кл.
- Воздушные шарики на рычаге МОШ 2012/13, 11 кл.