Деревянный шар привязан нитью ко дну цилиндрического сосуда с площадью дна S = 100 см2. В сосуд наливают воду так, что шар полностью погружается в жидкость, при этом нить натягивается и действует на шар с силой T. Если нить перерезать, то шар всплывёт, а уровень воды изменится на h = 5 см. Найдите силу натяжения нити T

Оцените сложность задачи:
0 голосов, средняя сложность: 0.0000

Решения задачи

Создано: @nick 10 июля 2019 10:25
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Деревянный шар привязан нитью ко дну цилиндрического сосуда с площадью дна S = 100 см2. В сосуд наливают воду так, что шар полностью погружается в жидкость, при этом нить натягивается и действует на шар с силой T. Если нить перерезать, то шар всплывёт, а уровень воды изменится на h = 5 см. Найдите силу натяжения нити T. Запишем данные задачи

таблица 1

Площадь дна цилиндрического сосуда $S$$0,01$$м^{2}$
Изменение уровня воды $h$$0,05$$м$
Сила натяжения нити$T$$?$

Решение

До перерезания нити на дно действуют сила давления столба жидкости и сила натяжения нити

$ F_{до}=ρgHS - T $

После перерезания нити на дно действуют сила давления столба жидкости

$ F_{после}=ρg(H-h)S $

Поскольку масса системы вода-шар постоянна, ее вес в равновесных состояниях один и тот же, приравниваем эти силы

$ ρgHS - T=ρg(H-h)S $

Откуда

$ T=ρg(HS-(H-h)S)=ρghS=1000×10×0,05×0,01=5 Н $

Ответ: сила натяжения нити равна 5 Н.

Создано: @nick 10 июля 2019 19:35
поставьте оценку:
0 голосов, средний бал: 0.0000

Деревянный шар привязан нитью ко дну цилиндрического сосуда с площадью дна S = 100 см2. В сосуд наливают воду так, что шар полностью погружается в жидкость, при этом нить натягивается и действует на шар с силой T. Если нить перерезать, то шар всплывёт, а уровень воды изменится на h = 5 см. Найдите силу натяжения нити T. Запишем данные задачи

таблица 1

Площадь дна цилиндрического сосуда$S$$0,01$$м^{2}$
Изменение уровня воды$h$$0,05$$м$
Сила натяжения нити$T$$?$

Решение: Упростим условие задачи: Деревянный шар привязан нитью ко дну цилиндрического сосуда с площадью дна S = 100 см2, наполненного водой. Если погружать в воду шар, плавающий на поверхности, до того момента когда он окажется полностью погруженным в жидкость, посредством натяжения нити, то уровень воды в сосуде поднимется на h = 5 см. Найдите силу натяжения нити T. На шар действуют сила натяжения нити и сила Архимедова. Шар находится в покое, значит согласно первому закону Ньютона силы приложенные к нему уравновешивают друг друга

$ T=F_{Арх}=ρghS=1000×10×0,05×0,01=5 Н $

где плотность воды —

$ ρ $

Ответ: сила натяжения нити равна 5 Н.

Чтобы предложить решение пожалуйста войдите или зарегистрируйтесь

Записать новую задачу Все задачи Все темы Все физики