Задачи › Плавание тел, устойчивость плавания

Брусок поворачивается в воде

  1. Брусок поворачивается в воде

    МОШ 2016/17, 10 кл.
    7/10

    Деревянный брусок плотностью \(\rho = 500\) кг/м\(^3\) в форме прямоугольного параллелепипеда имеет длину \(L = 1\) м и квадратное поперечное сечение со стороной \(a = 10\) см. Брусок опустили в воду большого озера и удерживали его в таком неустойчивом положении равновесия, что одна из длинных граней бруска была сухой и горизонтальной, при этом половина объёма бруска была погружена в воду. Брусок отпустили, и он принял устойчивое положение, повернувшись вокруг своей оси симметрии на угол \(45^\circ\). На сколько в результате этого уменьшилась потенциальная энергия системы «вода + брусок»? Плотность воды равна \(2\rho\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Центр масс бруска при повороте не смещается. Изменение потенциальной энергии системы равно работе силы тяжести при «вынимании» бруска из воды в первом положении (вода заполняет выемку) и «доставании» воды из выемки, в которую брусок погружается во втором положении.

    Ответ

    \(\Delta U = \dfrac{\rho g L a^3}{2}\left(\dfrac12 - \dfrac{\sqrt2}{3}\right) \approx 71{,}5\cdot10^{-3}\) Дж.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи