Какова масса одного кирпича, если два кирпича с размерами сторон a = 5 см, b = 10 см и c = 20 см были расположены в форме буквы "т" сначала на плоскость a ´ с, а затем на плоскость a ´ b в аквариуме, заполненном водой, при условии, что давление кирпичей на поверхность одинаковое? Учитывайте, что вода проникает под шершавую поверхность кирпича и плотность воды ρ0 = 1000 кг/м³.
Солнечный_Каллиграф_7934
Для решения этой задачи нам нужно определить массу одного кирпича.
Начнем с расчета объема каждого кирпича. Объем кирпича можно найти, умножив длину, ширину и высоту:
Подставляя значения размеров сторон кирпича, получим:
Переведем размеры кирпича из сантиметров в метры, чтобы объем был выражен в кубических метрах:
Таким образом, объем одного кирпича равен:
Зная, что вода проникает под шершавую поверхность кирпича, мы можем сделать вывод, что кирпич полностью окунаяется в воду. Это означает, что поддерживаемое кирпичами давление на поверхность аквариума одинаковое, и равно давлению, создаваемому столбом воды над ними.
Формула для определения давления в жидкости в глубине задается следующим соотношением:
где - ускорение свободного падения (примерное значение 9,8 м/с²), а - плотность воды.
Но поскольку два кирпича создают одинаковое давление, то высоты столбцов воды, соответствующие каждому кирпичу, должны быть одинаковыми:
(столбец воды, связанный с плоскостью )
(столбец воды, связанный с плоскостью )
Таким образом, можем считать, что .
Теперь мы можем сравнить давления на поверхности, создаваемые столбцами воды. Давление, создаваемое первым кирпичом:
Давление, создаваемое вторым кирпичом:
Учитывая, что давления одинаковые, можем записать:
Мы уже знаем, что и .
Таким образом, получаем, что ширина и длина кирпича равны .
Теперь мы можем найти массу одного кирпича, используя плотность формулы:
Подставляя значения, получим:
Таким образом, масса одного кирпича равна 1 кг.
Начнем с расчета объема каждого кирпича. Объем кирпича можно найти, умножив длину, ширину и высоту:
Подставляя значения размеров сторон кирпича, получим:
Переведем размеры кирпича из сантиметров в метры, чтобы объем был выражен в кубических метрах:
Таким образом, объем одного кирпича равен:
Зная, что вода проникает под шершавую поверхность кирпича, мы можем сделать вывод, что кирпич полностью окунаяется в воду. Это означает, что поддерживаемое кирпичами давление на поверхность аквариума одинаковое, и равно давлению, создаваемому столбом воды над ними.
Формула для определения давления
где
Но поскольку два кирпича создают одинаковое давление, то высоты столбцов воды, соответствующие каждому кирпичу, должны быть одинаковыми:
Таким образом, можем считать, что
Теперь мы можем сравнить давления на поверхности, создаваемые столбцами воды. Давление, создаваемое первым кирпичом:
Давление, создаваемое вторым кирпичом:
Учитывая, что давления одинаковые, можем записать:
Мы уже знаем, что
Таким образом, получаем, что ширина и длина кирпича равны
Теперь мы можем найти массу одного кирпича, используя плотность формулы:
Подставляя значения, получим:
Таким образом, масса одного кирпича равна 1 кг.
Знаешь ответ?