2019-05-21
Стальной кубик с ребром $a$ и плотностью $\rho_{1}$ плавает в ртути (плотность ртути $\rho_{2}$). Поверх ртути наливают воду так, что она едва покрывает кубик. Какова высота слоя воды?
Решение:
Пусть толщина слоя воды $x$. Тогда давление в ртути на уровне нижней грани кубика: $p = \rho_{0}gx + \rho_{2}g(a - x)$.
По вертикали на кубик действуют сила тяжести и сала давления ртути снизу (рис.). Условие равенства сил: $\rho_{1}ga^{3} = pa^{2}$ или $\rho_{0}gx + \rho_{2}g (a-x) = \rho_{1}ga$. Отсюда $x = a \frac{ \rho_{2} - \rho_{1} }{ \rho_{2} - \rho_{0} }$. Подумайте, изменится ли ответ, если над водой есть воздух или пары.