Деревянный кубик опускают в сосуд, полностью заполненный водой, так что часть воды выливается через край, а кубик плавает при частичном погружении. Как при этом изменяется сила тяжести, действующая на кубик, а также сила давления воды на дно сосуда?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
деревянный кубик плавает при частичном погружении; сосуд был полностью заполнен водой; часть воды вылилась через край
Найти:
как изменятся 1) сила тяжести на кубик; 2) сила давления воды на дно
⠀
Решение:
1) Сила тяжести, действующая на кубик:
Сила тяжести определяется как $F_г = mg$. Масса кубика постоянна — он не изменился физически. Следовательно, сила тяжести не изменится.
2) Сила давления воды на дно сосуда:
Гидростатическое давление в точке на дне:
$$p = \rho_{\text{воды}} \cdot g \cdot H$$
Высота воды $H$ осталась максимальной — сосуд по-прежнему полон (часть воды вылилась, но её место занял кубик, погружённый частично). Плотность воды $\rho$ и ускорение $g$ не изменились.
Сила давления на дно:
$$F = p \cdot S = \rho g H \cdot S$$
Площадь дна $S$, высота $H$, плотность $\rho$ — всё осталось прежним. Следовательно, сила давления воды на дно не изменится.
Ответ
33
Видеоразбор
Другие задания по теме «Статика и Гидростатика» (8)
