С помощью невесомой нити к концу прямого однородного стержня массой 44 г подвесили однородный алюминиевый кубик со стороной 2 см. Стержень положили на край аквариума с водой таким образом, чтобы в состоянии равновесия кубик был погружён в воду ровно наполовину (см. рисунок). Плотность воды 1 г/см3, плотность алюминия 2,7 г/см3, ускорение свободного падение равно 10 м/с2.

1. Определите в каком отношении l2/l1 край сосуда делит стержень.
Ответ округлите до десятых долей
2.Определите модуль силы, с которой стержень действует на стенку аквариума.
Ответ выразите в мН, округлив до целого числа.

11 Окт 2022 в 19:42
104 +1
0
Ответы
1
Обозначим массы кубика, погруженной в воду, и погруженной в воздух частей стержня как m1 и m2 соответственно. Тогда для равновесия системы должны выполняться следующие условия
m1 = V1 ρводы = (221) 1 = 4
m2 = V2 ρалюминия = (l1 S - 221) * 2.7, где S - площадь поперечного сечения стержня, что соответствует m1 = 44 - m2

Из условия равновесия можно записать уравнение для моментов сил
l2 F = l1 m1 g + l2 m2 * g, где F - искомая сила, действующая на стенку аквариума.

Таким образом
l2l1 = (l1 m1) / (m2) = 44 / (4/2.7 (l1 S - 4))

l2/l1 = 11.8 / (С * l1 - 1), где S - площадь поперечного сечения стержня.

Из уравнения для моментов
l2 F = l1 m1 g + l2 m2
F = l1 m1 g / l2 + m2
F = l1 4 10 / 11.8 + (44 - 4) * 1
F = 40l1 / 11.8 + 400

Примем l1 = 1, тогда
F = 40 / 11.8 + 400 = 404 мН

Итак, ответы:

l2/l1 = 11.8 / (l1 * S - 1)Сила, с которой стержень действует на стенку аквариума, составляет 404 мН.
16 Апр в 17:35
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Бесплатные доработки
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы
Проверка работы на плагиат
Интересные статьи из справочника
Поможем написать учебную работу
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Доверьте свою работу экспертам
Разместите заказ
Наша система отправит ваш заказ на оценку 90 620 авторам
Первые отклики появятся уже в течение 10 минут
Прямой эфир