Сколько высоты изменится уровень воды в цилиндрическом сосуде после того, как в него будет помещен деревянный кубик

Сколько высоты изменится уровень воды в цилиндрическом сосуде после того, как в него будет помещен деревянный кубик определенной массы?
Misticheskiy_Drakon

Misticheskiy_Drakon

Для того чтобы расчитать изменение уровня воды в цилиндрическом сосуде после помещения деревянного кубика, нам понадобятся такие физические величины как объем деревянного кубика и площадь основания сосуда.

Предположим, что масса деревянного кубика равна \(m\), а объем кубика равен \(V\).
Также пусть площадь основания цилиндра равна \(A\), а изначальная высота уровня воды в сосуде равна \(h_1\).

Когда мы опускаем кубик в воду, сила Архимеда начинает действовать на него. Эта сила равна весу вытесненной деревянным кубиком воды и вычисляется по формуле:
\[F_a = \rho V g\]
где \(\rho\) - плотность воды, \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с²).

Так как на кубик также действует сила тяжести \(F_g = m g\), кубик будет оставаться в равновесии, когда сила Архимеда будет равна силе тяжести:
\[F_a = F_g\]

Подставляя значения сил в уравнение, получим:
\(\rho V g = m g\)

Определяя объем кубика как \(V = \frac{m}{\rho}\), можно решить это уравнение относительно высоты изменения уровня воды \(h_2\).

\[A h_2 = \frac{m}{\rho} \Rightarrow h_2 = \frac{m}{A \rho} \]

Итак, изменение высоты уровня воды в цилиндрическом сосуде после помещения деревянного кубика определенной массы равно \(\frac{m}{A \rho}\).

Пожалуйста, обратите внимание, что для полного решения этой задачи обычно также необходимо учитывать сжатие воды из-за добавления кубика, что может привести к некоторому изменению результата. Но для получения примерного ответа этот подход будет достаточно точным.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello