Задачи › Плавание тел, устойчивость плавания

Проверка закона Архимеда на пенопласте

  1. Проверка закона Архимеда на пенопласте

    МОШ 2018/19, 8 кл.
    3/10

    Ученик 8-го класса решил экспериментально проверить закон Архимеда, который он изучил раньше, когда учился в седьмом классе. Он взял прямоугольный лист пенопласта толщиной \(h = 11\) см и положил его на поверхность воды. Затем ученик поставил на пенопласт оловянного солдатика и измерил высоту верхней грани листа над поверхностью воды, которая оказалась равной \(h_1 = 8\) см. Когда ученик поставил на пенопласт второго такого же солдатика, высота верхней грани листа над поверхностью воды стала равной \(h_2 = 7\) см. Найдите по результатам этого опыта отношение \(n\) массы пенопласта к массе солдатика.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите условие плавания листа с одним и с двумя солдатиками: вес равен силе Архимеда, а глубина погружения равна \(h\) минус высота над водой. Вычтите одно уравнение из другого.

    Ответ

    \(n = 2\).

    Решение

    Обозначим через \(M\) массу пенопласта, через \(m\) — массу солдатика, а через \(S\) — площадь листа пенопласта. Условия плавания пенопласта с одним и двумя солдатиками имеют вид соответственно \[(M + m)g = \rho_0 S (h - h_1) g, \qquad (M + 2m)g = \rho_0 S (h - h_2) g.\] Здесь \(\rho_0\) — плотность воды. Отсюда находим, что \[m = \rho_0 S (h_1 - h_2), \qquad M = \rho_0 S (h - 2h_1 + h_2).\] Следовательно, \[n = \frac{M}{m} = \frac{h - 2h_1 + h_2}{h_1 - h_2}.\] Подставляя числа, получаем значение \(n = 2\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи