Задачи › Устойчивость равновесия

Опрокидывание чаши с водой

  1. Опрокидывание чаши с водой

    МОШ 2009/10, 9 кл.
    6/10

    Легкая тонкостенная чаша в виде прямоугольного параллелепипеда с длинами ребер \(a\), \(b\) и \(c\) свободно подвешена на горизонтальной оси так, что нижняя грань чаши с размерами \(a \times c\) горизонтальна, а верхняя открыта (то есть отсутствует — см. рисунок). Ось проходит перпендикулярно граням параллелепипеда с размерами \(a \times b\) в плоскости их симметрии на расстоянии \(h < b/2\) от нижней грани \(a \times c\). Чаша начинает наполняться водой со скоростью \(v\) м\(^3\)/с. Через какое время чаша опрокинется, повернувшись вокруг оси? Что с ней будет происходить в дальнейшем, если скорость наполнения не меняется?

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Пока центр масс воды ниже оси, чаша устойчива. Когда он поднимется до уровня оси, равновесие нарушится. Что произойдёт, когда вода выльется?

    Ответ

    Чаша опрокинется через время \(T = \dfrac{2hac}{v}\), а затем будут происходить колебания: с периодом \(T\) вода будет сначала заполнять чашу, а потом выливаться из неё.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи