Задачи › Плавание тел, устойчивость плавания

Поплавок с леской и грузом

  1. Поплавок с леской и грузом

    Росатом 2024/25, 9 кл.
    3/10

    К поплавку массой \(m = 20\text{ г}\), плавающему в воде, привязана леска с грузом. При этом поплавок погружён в воду на две трети своего объёма. Найти в этом положении силу натяжения лески, если свободно плавающий в воде поплавок погружён в неё на одну четвертую часть своего объёма. \(g = 10\text{ м/с}^2\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите условие плавания поплавка в двух случаях: с грузом на леске и без неё. Что меняется в правой части этих равенств?

    Ответ

    \(T = \dfrac{5}{3}\,mg \approx 0{,}33\text{ Н}\).

    Решение

    Пусть масса поплавка \(m\), объём \(V\). Тогда условие плавания поплавка с леской и грузом даёт \[mg + T = \rho g\,\frac{2}{3}V,\] где \(T\) — сила натяжения лески, \(\rho\) — плотность воды. Для свободно плавающего поплавка условие плавания даёт \[mg = \rho g\,\frac{1}{4}V.\] Деля эти равенства друг на друга, получим \[\frac{mg + T}{mg} = \frac{8}{3}.\] Решая это уравнение, найдём \[T = \frac{5}{3}\,mg \approx 0{,}33\text{ Н}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи