Кирпич массой mк = 1,8 кг, подвешенный на верёвке, по­гружают в воду

Кирпич массой mк = 1,8 кг, подвешенный на верёвке, по­гружают в воду. Во сколько раз изменится сила натяжения верёвки Т?

Кирпич подвешенный на веревке

Ответ

Дано:

mк = 1,8 кг
ρк = 1800 кг/м3
ρв = 1000 кг/м3
g = 10 Н/кг

Найти:

T — ?

Решение:

T = T1/T2

Рассмотрим силы действующие на кирпич.

1) Если кирпич находится в воздухе, то на кирпич действует сила тяжести

Fтяж = gmк,

направленная вертикально вниз (см. рис. слева), которая равна по модулю, но противоположна по направлению силе натяжения веревки T1.

Таким образом,

T1 = gmк

2) Если кирпич погружают в воду (см. рис. справа), то на него кроме силы тяжести

Fтяж = gmк,
направленной вертикально вниз, действует архимедова сила

Fарх = ρвgVк,

направленная вертикально вверх. Действие этой силы уменьшает силу натяжения веревки. В этом случае

T2 = FтяжFарх.

Чтобы определить T2, необходимо знать Vк — объем кирпича. Зная массу mк и плотность ρк, можно найти Vк:

Vк = mкк

Получим

T2 = gmк − ρвgmкк = gmк(1 − ρвк)

Определим

T1/T2 = gmк / gmк(1 − ρвк) = ρк / ρк − ρв

T1/T2 = 1800 / 1800 − 1000 = 1800/800 = 2,25 (сила натяжения нити уменьшилась в 2,5 раза)

Ответ:
T = 2,25

Опубликовано: 19.02.2019 Обновлено: 19.09.2020
Поделись с друзьями

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

семь − 7 =