Question

Задача по физике:Медный кубик с гранью длиной 10 см подвешен на нити погружен в воду.Какая часть кубика выступает над водой,если сила натяжения нити равна 81 H?

Answer 1

• пусть а - длина ребра кубика, х - длина погруженной части кубика, тогда [а - x] - длина не погруженной части кубика

• напишем уравнение динамики в проекции на вертикально вверх направленную ось

○ T + Fa - mg = 0

○ T + p(в) g Vпогр - p(м) V g = 0

○ T + p(в) g x³ - p(м) a³ g = 0

○ x = ³√((p(м) а³ g - T)/(p(в) g))

• тогда ответ на вопрос задачи:

◘ (a - x)/a = 1 - (x/a) = 1 - (³√((p(м) а³ g - T)/(p(в) g))/a)

◘ во избежание вычислительных ошибок посчитаем длину погруженной части ребра кубика отдельно

○ x = ( (8900*10^(-3)*9.8 - 81)/(1000*9.8) )^(1/3) ≈ 0.086 м

○ (a - x)/a = 1 - (0.086/0.1) = 0.14

Answer 2

Задача по физике: Медный кубик подвешенный на нити в воде

Для решения этой задачи, нам необходимо учесть силу тяжести, силу архимедовой поддержки и силу натяжения нити.

Сила тяжести действует на кубик внизу и равна массе кубика умноженной на ускорение свободного падения (g).

Сила архимедовой поддержки действует на кубик вверху и равна плотности воды умноженной на объем погруженной части кубика умноженной на ускорение свободного падения (g).

Сила натяжения нити направлена вверх и равна силе тяжести плюс силе архимедовой поддержки.

Чтобы найти часть кубика, выступающую над водой, нужно найти отношение высоты выступающей части кубика к его полной высоте.

Решение:

1. Найдем массу кубика: - Масса кубика не указана в задаче, поэтому мы не можем найти ее напрямую из условия. - Предположим, что масса кубика равна плотности меди умноженной на его объем. - Плотность меди составляет около 8,96 г/см^3. - Объем кубика можно найти, возведя длину его грани в куб: V = (10 см)^3 = 1000 см^3. - Таким образом, масса кубика составляет около 8,96 г/см^3 * 1000 см^3 = 8960 г = 8,96 кг.

2. Найдем силу тяжести: - Сила тяжести равна массе кубика умноженной на ускорение свободного падения (g). - Ускорение свободного падения обычно принимается равным 9,8 м/с^2. - Сила тяжести равна 8,96 кг * 9,8 м/с^2 = 87,808 Н.

3. Найдем силу архимедовой поддержки: - Сила архимедовой поддержки равна плотности воды умноженной на объем погруженной части кубика умноженной на ускорение свободного падения (g). - Плотность воды составляет около 1000 кг/м^3. - Объем погруженной части кубика равен объему кубика, так как он полностью погружен в воду. - Объем погруженной части кубика составляет 1000 см^3 = 0,001 м^3. - Сила архимедовой поддержки равна 1000 кг/м^3 * 0,001 м^3 * 9,8 м/с^2 = 9,8 Н.

4. Найдем силу натяжения нити: - Сила натяжения нити равна силе тяжести плюс силе архимедовой поддержки. - Сила натяжения нити равна 87,808 Н + 9,8 Н = 97,608 Н.

5. Найдем часть кубика, выступающую над водой: - Часть кубика, выступающая над водой, равна отношению силы архимедовой поддержки к силе натяжения нити. - Часть кубика, выступающая над водой, равна 9,8 Н / 97,608 Н = 0,1003. - Таким образом, около 10,03% кубика выступает над водой.

Ответ: Около 10,03% кубика выступает над водой.