Грузик в мерном стакане
4/10В мерный стакан (прямой круговой цилиндр) до отметки \(12\,\text{см}\) над уровнем дна налита вода. В стакан опустили грузик, сделанный из пластика и металла. Масса грузика в \(8\) раз меньше массы воды. Внутри грузика есть закрытая воздушная полость, занимающая \(20\%\) всего объема, металл составляет \(10\%\) всего объема, остальной объем — пластик. Плотность металла в \(2{,}7\) раза больше плотности воды, плотность пластика составляет \(0{,}8\) от плотности воды.
На сколько сантиметров поднимется уровень воды в сосуде? Ответ приведите в \(\text{см}\) с округлением до десятых.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаНайдите среднюю плотность грузика. Если она меньше плотности воды, грузик плавает, и подъём уровня определяется объёмом вытесненной воды.
РешениеПусть \(M\) — масса воды, \(H\) — начальный уровень воды, \(\rho\) — её плотность. Площадь дна \(S = \dfrac{M}{\rho H}\). Масса грузика \(m = \dfrac{M}{n}\), \(n = 8\). Отношение средней плотности грузика к плотности воды \[\alpha = \frac{\langle\rho\rangle}{\rho} = \frac{q}{100\%}\cdot 2{,}7 + \frac{100\% - 20\% - q}{100\%}\cdot 0{,}8,\] где \(q = 10\%\) (доля металла); \(\alpha = 0{,}83 < 1\), грузик плавает. Тогда \(mg = \rho V_{\text{погр}} g\), \(V_{\text{погр}} = \dfrac{m}{\rho} = \Delta H\cdot S\), откуда \[\Delta H = H\,\frac{m}{M} = \frac{H}{n}.\]
Похожие задачи
- Пустая бутылка: сколько воды долить, чтобы утонула Физтех 2008/09, 11 кл.
- Лунка во льду МОШ 2010/11, 8 кл.
- Шарообразный сосуд МОШ 2011/12, 8 кл.
- Шар с полостью МОШ 2011/12, 8 кл.
- Лёд в кубе с водой МОШ 2012/13, 7 кл.
- Стальной кубик в ртути под водой Курчатов 2013/14, 7 кл.