Естественные науки

как найти частоту колеблющегося тела в воде, зная силу Архимеда

Sergiu Adam
Sergiu Adam
456
Странная какая-то физика в предыдущем ответе, если тело находится на поверхности воды, а его еще поднять на высоту x- НА НЕГО ВООБЩЕ НЕ БУДЕТ действовать сила АРХИМЕДА!! !
Далее, если тело ВСЕ- ТАКИ!! ! ПОГРУЗИТЬ на x, ТО ОНО ВЫЙДЕТ ИЗ ПОЛОЖЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ И НА НЕГО БУДЕТ ДЕЙСТВОВАТЬ УСКОРЕНИЕ!! !
НО самое странное, что ответ ВЕРНЫЙ!! !
задача решается так
Пусть тело погружено в жидкость на высоту H, пишем условие равновесия
mg= pgH*S (1)
теперь если оно ПОГРУЗИЛОСЬ на высоту x условие равновесия нарушилось,
пишем второй закон Ньютона
ma=mg-pg(H+x)*S (2)
подставляем во (2) - (1)
ma=- pgxS
сравните уравнение колебаний пружины
ma=-kx
w^2= (pgS)/m
А ответ вам уже НАПИСАЛИ- он верный
ВИ
Вячеслав И Елена Плеханова
83 643
Лучший ответ
Представьте себе, что тело плавает на поверхности воды. Суммарная сила действующая на него равна нулю (сила тяжести равна силе Архимеда) . Теперь немного вытащим тело из воды на высоту х. Сила тяжести останется постоянной, а сила Архимеда уменьшится на Sρgx, где S - сечение тела на уровне воды, ρ - плотность воды.

Получается, что зависимость силы от смещения выражается формулой

F = Sρgx

Сравните это с формулой для пружины

F = kx

То есть колебания тела в воде будут точно такие же, как колебания пружинного маятника с пружиной жёсткостью k = Sρg.

Подставляем в формулу для частоты колебаний пружинного маятника:

f = (1/2π)√(k/m) = (1/2π)√(Sρg/m)

В действительности частота колебаний будет меньше, так как кроме тела будут колебаться ещё близлежащие массы воды. Но если амплитуда колебаний невелика, то формула даст хорошее приближение.