Question

Тіло, виготовлене з склопластику (ρ с =2 г/см 3 ), має герметичну порожнину. Якщо це тіло підвісити на нитці у повітрі, то сила натягу нитки рівна Т 0 =3,5 Н. Для утримання цього тіла у воді (тіло повністю занурене у воду і не доторкається дна посудини) до нитки прикладають силу Т 1 =1,5 Н. Визначити можливі значення відношення об’єму порожнини до всього об’єму тіла.

Answer 1

Ответ:

Ну смотри, никак. Это тебе Всеукраїнська олімпіада з фізики 11 клас!!!

Объяснение:

Сам решай

Answer 2

Для вирішення цієї задачі використаємо принцип Архімеда та рівність умов рівноваги.

1. У повітрі: В даному випадку сила натягу нитки дорівнює вазі тіла, тобто: $T_0 = m \cdot g,$ де $T_0 = 3.5 \, \text{Н}$ - сила натягу нитки, $m$ - маса тіла, $g = 9.81 \, \text{м/с}^2$ - прискорення вільного падіння.

Маса тіла може бути виражена через об'єм $V$ та щільність $\rho$ тіла: $m = \rho \cdot V.$

Зіставляючи обидві рівності, отримуємо: $T_0 = \rho \cdot V \cdot g.$

2. У воді: Тут сила натягу нитки $T_1$ буде менше, бо на тіло діє підтримуюча сила Архімеда $F_A$: $T_1 = F_A + m \cdot g.$

Підтримуюча сила Архімеда визначається різницею між вагою води, яку виштовхує тіло, та вагою тіла: $F_A = \rho_{\text{води}} \cdot V \cdot g - m \cdot g.$

Підставляючи вирази для $m$ та $F_A$ у рівняння для $T_1$, маємо: $T_1 = (\rho_{\text{води}} \cdot V - \rho \cdot V) \cdot g.$

3. Визначення відношення об'єму порожнини до об'єму тіла: Відношення об'єму порожнини $V_p$ до об'єму тіла $V$ можна позначити як $k$: $k = \frac{V_p}{V}.$

Відношення щільностей води $\rho_{\text{води}}$ та склопластику $\rho$ також може бути використане: $k = \frac{\rho_{\text{води}} \cdot V_p}{\rho \cdot V}.$

Підставляючи вираз для $T_1$ у вираз для $k$, отримаємо: $k = \frac{T_1}{(\rho_{\text{води}} - \rho) \cdot g}.$

Підставляючи числові значення $T_1$, $\rho_{\text{води}}$, $\rho$, $g$, ми можемо знайти значення $k$: $k = \frac{1.5}{(1000 - 2) \cdot 9.81} \approx 0.0152.$

Отже, можливе значення відношення об'єму порожнини до всього об'єму тіла $k$ дорівнює близько 0.0152.