Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 1075
i

На дне вер­ти­каль­но­го ци­лин­дри­че­ско­го со­су­да, ра­ди­ус ос­но­ва­ния ко­то­ро­го R = 12 см, не­плот­но при­ле­гая ко дну, лежит кубик. Длина сто­ро­ны ку­би­ка a = 9 см. Если ми­ни­маль­ный объем воды (ρв = 1,00 г/см3), ко­то­рую нужно на­лить в сосуд, чтобы кубик начал пла­вать, Vmin = 550 см3, то масса m ку­би­ка равна ... г.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Для того, чтобы кубик начал пла­вать, надо чтобы сила тя­же­сти урав­но­ве­си­лась силой Ар­хи­ме­да, т. е.

mg=F_а=g\rho_в умно­жить на V_т=g\rho_в умно­жить на ha в квад­ра­те ,

Объем воды в со­су­де равен объ­е­му ци­лин­дра вы­со­той h за ис­клю­че­ни­ем ку­би­ка:

V_ж= Пи R в квад­ра­те умно­жить на h минус ha в квад­ра­те =h левая круг­лая скоб­ка Пи R в квад­ра­те минус a в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка \Rightarrow h= дробь: чис­ли­тель: V_ж, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка Пи R в квад­ра­те минус a в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби

Тогда масса ку­би­ка будет равна:

m=\rho_в умно­жить на ha в квад­ра­те =\rho_в умно­жить на a в квад­ра­те умно­жить на дробь: чис­ли­тель: V_ж, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка Пи R в квад­ра­те минус a в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1000 умно­жить на 0,09 умно­жить на 0,09 умно­жить на 550 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 6 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 3,14 умно­жить на 0,12 умно­жить на 0,12 минус 0,09 умно­жить на 0,09 конец дроби \approx 0,12кг =120 г

Ответ: 120.

Источник: Цен­тра­ли­зо­ван­ное те­сти­ро­ва­ние по фи­зи­ке, 2012
Сложность: II