Задачи › Сила Архимеда

Ледяной шарик в сосудах

  1. Ледяной шарик в сосудах

    МОШ 2002/03, 9 кл.
    5/10

    В два одинаковых сообщающихся сосуда налита вода (см. рисунок). В один из них кладут ледяной шарик объёмом \(V = 100\) см\(^3\), который через небольшое время, после установления уровня воды в сосудах, оказался погруженным в воду ровно наполовину. Какая масса воды перетекла при этом во второй сосуд и какая перетечёт потом, в процессе таяния льда? Плотность воды \(\rho_{\text{в}} = 1000\) кг/м\(^3\), плотность льда \(\rho_{\text{л}} = 900\) кг/м\(^3\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    Сразу после опускания шарика перетекло 25 г воды, при таянии льда перетечёт ещё 20 г.

    Решение

    По условию задачи шарик погружается в воду наполовину. Это означает, что он коснётся дна. При этом сразу после перетекания объём воды в левом сосуде окажется на \(V/2 = 50\) см\(^3\) меньше, чем в правом (см. рис. 2.10). Поскольку уровни воды в сосудах первоначально также были одинаковы, то из левого сосуда в правый должен перетечь объём воды, равный \(V/4 = 25\) см\(^3\), с массой \(m_1 = \rho_{\text{в}}V/4 = 25\) г.

    Рисунок

    Когда лёд растает, масса воды по сравнению с начальной увеличится на величину \(\rho_{\text{л}}V\). Поэтому из левого сосуда в правый всего должно перетечь \(\rho_{\text{л}}V/2 = 45\) г воды, из которых 25 г перетекает на первом этапе — сразу после опускания в левый сосуд льда. Следовательно, при таянии льда из левого сосуда в правый дополнительно перетечёт масса воды \(m_2 = \rho_{\text{л}}\dfrac{V}{2} - \rho_{\text{в}}\dfrac{V}{4} = 20\) г.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи