Какой будет глубина погружения бруска в керосин и в воду после того, как на брусок будет налит слой керосина? Плавающий

Какой будет глубина погружения бруска в керосин и в воду после того, как на брусок будет налит слой керосина? Плавающий деревянный брусок имеет высоту 5 см и форму прямоугольного параллелепипеда. Плотность керосина составляет 800 кг/м3, плотность дерева - 600 кг/м3, а плотность воды - 100 кг/м3.
Akula

Akula

Для решения этой задачи нам необходимо применить закон Архимеда. Он гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила Архимеда, равная весу вытесненной этим телом жидкости. То есть, если сила Архимеда больше или равна весу тела, то оно будет плавать.

Для начала, найдем объем вытесненной жидкости, когда на брусок будет налит слой керосина. Обозначим этот объем как V.

Объем бруска можно найти, умножив его длину, ширину и высоту:
V_бруска = длина × ширина × высота = 5 см × длина × ширина. (1)

Объем воды, на который действует сила Архимеда, будет равен плотности воды умноженной на объем вытесненной воды:
V_воды = плотность_воды × V. (2)

Аналогично, объем керосина, на который действует сила Архимеда, будет равен плотности керосина умноженной на объем вытесненного керосина:
V_керосина = плотность_керосина × V. (3)

Также известно, что сила Архимеда равна весу жидкости, которую вытесняет тело. Поэтому, сила Архимеда, действующая на брусок, должна быть равна весу вытесненной им воды и керосина:
F_Архимеда = масса_воды × g + масса_керосина × g. (4)

Массу воды можно найти, умножив ее плотность на объем вытесненной воды:
масса_воды = плотность_воды × V_воды. (5)

Аналогично, массу керосина можно найти, умножив его плотность на объем вытесненного керосина:
масса_керосина = плотность_керосина × V_керосина. (6)

Теперь мы можем записать уравнение (4) в виде:
масса_воды × g + масса_керосина × g = масса_бруска × g. (7)

Собрав все уравнения, получим:
плотность_воды × V = масса_бруска + плотность_керосина × V. (8)

Остается найти выражение для объема V. Для этого возьмем уравнения (1) и (8) и подставим выражения для V_бруска и V:
плотность_воды × (5 см × длина × ширина) = масса_бруска + плотность_керосина × V.

Для удобства дальнейших вычислений, можем перевести все значения в метры:
плотность_воды × (0.05 м × длина × ширина) = масса_бруска + плотность_керосина × V.

Решая это уравнение относительно V, получим:
V = (плотность_воды × 0.05 м × длина × ширина) / (плотность_воды - плотность_керосина). (9)

Таким образом, чтобы найти глубину погружения бруска в керосин и в воду после налива слоя керосина, необходимо знать значения плотности керосина, плотности воды, длины и ширины бруска. Подставив эти значения в уравнение (9), можно найти объем V и, соответственно, глубину погружения бруска.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello