Домашние задания: Физика

Физика 7 класс

На границе двух несмешивающихся жидкостей плавает цилиндрическое тело объема V и плотностью ρ. Плотность верхней жидкости ρ1=0.8 ρ, нижней – ρ2=1.6 ρ.
Какую силу надо приложить к телу, чтобы объемы частей тела, погруженные в каждую жидкость, были бы одинаковыми? В каком направлении надо действовать на тело?
FH
Fred Halistor
170
Ну давайте считать.
Сначала выясним, что у нас происходит в статике.
В нижнюю жидкость погружена часть V1
В верхнюю - (V - V1)

Значит, нижняя часть вытесняет V1* ρ2 = V1 * 1.6 ρ жидкости, а верхняя - (V-V1) * 0.8 ρ

Это масса, понятное дело. Объём на плотность.

Общий вес вытесненной жидкости - (V1 * 1.6 ρ + (V-V1) * 0.8 ρ)*g. И поскольку тело покоится, то это равно весу тела: V * ρ * g

(V1 * 1.6 ρ + (V-V1) * 0.8 ρ)*g = V * ρ * g
Сокращаем на ρ * g:

V1 * 1.6 + V*0.8 - V1*0.8 = V
V1*0.8 = V * 0.2
V1 = V/4

Значит, в более тяжёлую жидкость у нас погружена всего лишь четверть тела.
И для того, чтобы погрузить туда половину, давить нужно сверху.
Сейчас поймём, с какой силой.

На тело будет действовать выталкивающая сила:
V/2 * 1,6 *ρ * g + V/2 * 0,8 *ρ * g = V * 1.2 * ρ * g
Вес тела будет компенсировать V * ρ * g
И значит, 0,2 * V * ρ * g = V * ρ * g / 5 - величина силы, с которой на тело нужно давить сверху.

Всё, вопросы кончились :).
Арсен Чикаидзе
Арсен Чикаидзе
5 073
Лучший ответ
Чтобы объёмы тела, погруженные в жидкости, были одинаковы, надо чтобы тело было плотностью
(ro1+ro2)/2 = ro*(0.8+1.6)/2 = 1.2*ro

остается посчитать разницу (1.2*ro - ro) и домножить на V и на g, итого искомая сила
F = 0.2*ro*V*g
Сейчас лето