Тела на стержне в воде
5/10Два тела покоятся на невесомом стержне, как показано на рисунке. После того, как тела полностью погрузили в воду, для сохранения равновесия стержня их пришлось поменять местами. Найти плотности тел \(\rho_1\) и \(\rho_2\), если \(\rho_2/\rho_1 = 2\). Плотность воды равна 1 г/см\(^3\).

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаЗапишите правило моментов для стержня в воздухе, а затем для погружённых тел, заменив веса на веса за вычетом силы Архимеда (тела при этом стоят на других плечах).
Ответ\(\rho_1 = 1{,}4\) г/см\(^3\), \(\rho_2 = 2{,}8\) г/см\(^3\).
РешениеЗапишем уравнение моментов относительно оси вращения стержня: \[\rho_2 g V_2 \cdot 6a = \rho_1 g V_1 \cdot 4a \quad\Longrightarrow\quad 3V_2 = V_1.\] Запишем уравнение моментов для второго случая с учётом того, что на погруженные тела действует сила Архимеда: \[g V_1(\rho_1 - \rho_{\text{в}}) \cdot 6a = g V_2(\rho_2 - \rho_{\text{в}}) \cdot 4a.\] Решая систему уравнений, получаем \(\rho_1 = \dfrac{7}{5}\rho_{\text{в}} = 1{,}4\) г/см\(^3\), \(\rho_2 = \dfrac{14}{5}\rho_{\text{в}} = 2{,}8\) г/см\(^3\).
Похожие задачи
- 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.
- Цилиндр на пружине в воде МОШ 2020/21, 8 кл.
- Кубики в сосудах МОШ 2022/23, 8 кл.