2024-03-22
Тело массой $m = 2,5 кг$ и объемом $V = 60л$ плотно прилегает ко дну бассейна, заполненного водой до уровня $h_{0} =3 м$. На сколько необходимо понизить уровень воды в бассейне, чтобы тело начало всплывать? Площадь плоской поверхности тела, соприкасающейся со дном, $S = 50см^{2}$.
Решение:
Сила выталкивающая, действующая на тело:
$F = \rho Vg - PS$,
где $P = P_{0} + \rho gh, P_{0} = 10^{5} Па$ - давление атмосферы, $\rho = 10^{3} \frac{кг}{м^{3}}$ - плотность воды, $g = 10 \frac{м}{с^{2}}$. Условие всплывания: $F > mg$. Т.о., $\rho Vg - p_{0}S - \rho ghS > mg$. Откуда $h < \frac{V}{S} - \frac{P_{0}}{ \rho g} - \frac{m}{ \rho S}$. Подставляя численные данные получим $h < 1,5м$. При уровне воды в бассейне $h < 1,5м$ тело всплывает. Следовательно, уровень воды необходимо понизить на $\Delta h = 3-1,5 = 1,5м$.