Шар на нити
3/10Деревянный шар привязан нитью ко дну цилиндрического сосуда с площадью дна \(S = 100\) см\(^2\). В сосуд наливают воду так, что шар полностью погружается в жидкость, при этом нить натягивается и действует на шар с силой \(T\). Если нить перерезать, то шар всплывёт, а уровень воды изменится на \(h = 5\) см. Найдите силу натяжения нити \(T\).
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(T = 5\) Н
Решение1. Условие равновесия шара в первом случае: \(F_{A1} = T + mg\) (1), где \(F_{A1} = \rho V_1 g\) – сила Архимеда, действующая на шар в первом случае, \(V_1\) – объём части шара, погружённой в воду в первом случае (в данной задаче это объём всего шара), \(m\) – масса шара и \(\rho\) – плотность воды. 2. Условие равновесия шара во втором случае: \(F_{A2} = mg\) (2), где \(F_{A2} = \rho V_2 g\) – сила Архимеда, действующая на шар во втором случае, \(V_2\) – объём части шара, погружённой в воду во втором случае. 3. Вычтем из уравнения (1) уравнение (2) и, учитывая, что \(V_1 - V_2 = Sh\), получим: \(T = \rho g (V_1 - V_2) = \rho g S h = 10^3 \cdot 10 \cdot 100 \cdot 10^{-4} \cdot 0{,}05 = 5\) Н. Ответ: \(T = 5\) Н.
Похожие задачи
- Шарики в воде (A5) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Стопка брусков (A5) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Шарики в воде (A5) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Силы Архимеда (A5) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Измерение объёма тела (A24) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Аэростат на привязи МОШ 2010/11, 9 кл.