Необходимо решить следующую задачу: Пусть на поршень с площадью сечения S2 нагружен груз массой m3, равной 120

Необходимо решить следующую задачу: Пусть на поршень с площадью сечения S2 нагружен груз массой m3, равной 120 г. На какую величину сместится этот поршень? Ответ предоставьте в сантиметрах и округлите до ближайшего целого числа. Предыдущий ответ содержится на фотографии.
Smesharik_867

Smesharik_867

Для решения данной задачи мы можем использовать принцип Архимеда, который гласит: "Величина поддерживающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость (или газ), равна весу вытесненной этой жидкости (или газа)".

В данном случае поршень погружен в некую жидкость и на него действует поддерживающая сила вверху, которая равна весу вытесненной жидкости.

Выражение для веса вытесненной жидкости можно записать следующим образом:

\[ F = \rho \cdot V \cdot g \]

где \( F \) - вес вытесненной жидкости, \( \rho \) - плотность жидкости, \( V \) - объём вытесненной жидкости, \( g \) - ускорение свободного падения.

Обратимся к второму поршню: из задания известна масса груза \( m_3 \) на поршень и площадь сечения второго поршня \( S_2 \).

Воспользуемся связью между массой, силой и ускорением:

\[ F = m \cdot g \]

где \( F \) - вытесненная жидкость, \( m \) - масса груза, \( g \) - ускорение свободного падения.

Так как сила, действующая на поршень сверху равна весу вытесненной жидкости, то \( F = \rho \cdot V \cdot g \).

Из этих двух равенств получаем:

\[ \rho \cdot V \cdot g = m \cdot g \]

Рассмотрим площадь сечения \( S_2 \) и смещение поршня \( x \).

Так как площадь зависит от длины и ширины, а размеры поршеня постоянны, то площадь поверхности поршня определяется следующим образом:

\[ S_2 = l \cdot x \]

где \( l \) - длина поршня, \( x \) - смещение поршня.

Также возьмем во внимание, что объем вытесненной жидкости \( V \) связан с площадью поверхности \( S_2 \) следующим образом:

\[ V = S_2 \cdot x \]

Подставляем полученное выражение для объема \( V \) в уравнение:

\[ \rho \cdot S_2 \cdot x \cdot g = m \cdot g \]

Делим обе части уравнения на \( \rho \cdot g \) и получаем:

\[ S_2 \cdot x = \frac{m}{\rho} \]

Теперь, чтобы найти смещение \( x \) поршня, необходимо поделить массу груза \( m \) на плотность жидкости \( \rho \) и умножить на площадь сечения \( S_2 \):

\[ x = \frac{m}{\rho \cdot S_2} \]

Из условия задачи известна масса груза \( m \), равная 120 г, и площадь сечения второго поршня \( S_2 \). Однако, необходима дополнительная информация о плотности жидкости для получения окончательного ответа.

Просьба предоставить плотность жидкости, чтобы я мог точно рассчитать смещение поршня.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello