Question

Тело падает с высоты 5 м и погружается в жидкость на глубину 4 м. Определить плотность материала и скорость в момент всплытия на поверхность жидкости. Силу трения не учитывать. Плотность жидкости 900 кг/м3.

Answer 1

Определим сперва скорость, с которой тело упало в воду:

v=sqrt(2gh1)=sqrt(20*5)=10м/c

Определим ускорение, с которым тело тормозилось в воде:

v0^2=2a*h2

a=100/8=12.5 м/с^2

Теперь. В воде действовали две силы - сила Архимеда и сила тяжести, и итоговая сила сперва тормозила тело, а затем выталкивала его из воды(т.е. сила архимеда больше). Найдем плотность тела:

Fa-Ft=ma

pжgV-mg=ma

9*10^3*m/p - mg=ma

сократим на m:

9*10^3/p - 10 = 12.5

p=9*10^3/22.5=400

Плотность тела = 400 кг/м^3.

Теперь определим скорость, которую тело будет иметь к моменту всплытия:

v=sqrt(2a*h2)=10 м/c.