Медное тело массой 1.8 кг присоединено к верёвке и опущен в сосуд с водой. Груз какой массы должен быть присоединен к другому концу верёвки, чтобы система бы находилась в равновесии

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

При нахождении в равновесии медное тело будет иметь плавучесть, равную весу воды, которую оно вытесняет.

Для нахождения массы груза, необходимого для достижения равновесия, можно воспользоваться принципом Архимеда:

По закону Архимеда, сила, действующая на погруженное тело в жидкости, равна весу жидкости, вытесненной этим телом.

Масса воды, вытесненной медным телом
m_воды = V_воды ρ_воды = V_тела ρ_воды = 1.8 кг * ρ_воды,

где V_тела - объем медного тела, ρ_воды - плотность воды (1000 кг/м³).

Сила Архимеда, действующая на медное тело
F_A = m_воды g = 1.8 кг ρ_воды * g,

где g - ускорение свободного падения (около 9.8 м/с²).

Сила, действующая на груз на другом конце веревки, также равна силе Архимеда
F_груз = m_груз * g,

где m_груз - масса груза.

Для равновесия системы, сумма сил на теле должна равняться нулю
F_груз - F_A = 0
m_груз g - 1.8 кг ρ_воды g = 0
m_груз = 1.8 кг ρ_воды.

Таким образом, масса груза должна быть равна 1.8 кг * плотность воды.