Брусок поворачивается в воде
7/10Деревянный 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
ПодсказкаЦентр 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.
Похожие задачи
- Вода и масло МОШ 2022/23, 8 кл.
- Солевой раствор МОШ 2023/24, 8 кл.
- Студент, дельфин, модель МОШ 2019/20, 8 кл.
- Цилиндры МОШ 2025/26, 8 кл.
- Всплывающий брусок ВсОШ 2025/26, 10 кл.
- Шарик и пористый лёд МОШ 2023/24, 9 кл.