Задачи › Плавание тел, устойчивость плавания

Плотик с ребятами

  1. Плотик с ребятами

    Всесибирская 2021/22, заключительный этап, 9 кл. · №25307

    Жарким летним днем ребята катались по озеру на плотике из легкого пластика. Когда на плотике было трое ребят, то плотик погружался в воду наполовину, когда на нем стало двенадцать — он оказался почти полностью под водой. Во сколько раз пластик плотика легче воды? Считать, что все ребята одинакового веса.

    ▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
    Подсказка

    Запишите условие плавания для двух случаев: тело в равновесии, сила Архимеда уравновешивает силу тяжести. Масса ребёнка в обоих уравнениях одна и та же, её можно исключить.

    ▶ОтветСкрыть: ответ
    Ответ

    \(\rho_ж/\rho=3\): пластик плотика легче воды в 3 раза.

    ▶РешениеСкрыть: решение
    Решение

    Пусть \(\rho\) — плотность пластика, \(\rho_ж\) — плотность воды, \(m\) — масса одного ребёнка, \(V\) — объём плотика. Тогда масса плотика \(M=\rho V\).

    Трое ребят, плотик погружён наполовину: \(3mg+\rho Vg-\rho_ж g\dfrac{V}{2}=0\).

    Двенадцать ребят, плотик почти полностью под водой: \(12mg+\rho Vg-\rho_ж gV=0\).

    Умножим первое уравнение на 4 и вычтем из него второе, исключая массу ребёнка: \(3\rho Vg-\rho_ж gV=0\), откуда \(\rho_ж/\rho=3\).

    Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиНашли ошибку?

Похожие задачи