Кубики в воде
4/10Кубик, ребро которого равно \(a\), плавает в воде, погрузившись в неё наполовину. Другой кубик такого же размера плавает в воде, погрузившись на две трети. Кубики ставят друг на друга, соединив грани. Получившийся параллелепипед плавает в воде так, что его длинное ребро вертикально. Определите глубину погружения в воду нижней грани параллелепипеда, если первый кубик находится внизу. Найдите ответ, если внизу будет второй кубик.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаЗапишите условие плавания каждого кубика по отдельности: вес равен силе Архимеда. Затем для всего параллелепипеда.
Ответ\(h = \dfrac{7}{6}\,a\); ответ не изменится, если кубики поменять местами.
РешениеДля кубика, наполовину погружённого в воду, условие плавания: \(\rho_1 a^3 = \dfrac{1}{2}\rho_{\text{в}} a^3\), поэтому \(\rho_1 = \dfrac{1}{2}\rho_{\text{в}}\). Для второго кубика: \(\rho_2 a^3 = \dfrac{2}{3}\rho_{\text{в}} a^3\), поэтому \(\rho_2 = \dfrac{2}{3}\rho_{\text{в}}\).
Обозначим глубину погружения нижней грани в воду как \(h\). Тогда условие плавания параллелепипеда: \[(\rho_1 + \rho_2)\,a^3 = \rho_{\text{в}}\, h\, a^2,\] откуда \(\left(\dfrac{1}{2} + \dfrac{2}{3}\right) a = h\), то есть \(h = \dfrac{7}{6}\,a\).
Похожие задачи
- Пустая бутылка: сколько воды долить, чтобы утонула Физтех 2008/09, 11 кл.
- Лунка во льду МОШ 2010/11, 8 кл.
- Шарообразный сосуд МОШ 2011/12, 8 кл.
- Шар с полостью МОШ 2011/12, 8 кл.
- Лёд в кубе с водой МОШ 2012/13, 7 кл.
- Стальной кубик в ртути под водой Курчатов 2013/14, 7 кл.