Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11737
2019-11-25 
На орбиту вокруг Земли выведена сферическая цистерна с жидким топливом. В ней - кусочек металла. Как он будет двигаться? Что будет, если а цистерне имеется пузырек воздуха?
Решение:
На кусочек металла действуют силы гравитационного притяжения к окружающей массе жидкости в силы давления со стороны жидкости. Если бы объем, занимаемый кусочком металла, занимала жидкость, то она находилась бы в равновесии, т, е. равнодействующая сил гравитационного притяжения к остальной массе жидкости была бы равна равнодействующей сил гидростатического давления. Если же вместо этого объема жидкости мы помещаем кусочек металла, то равнодействующая сил давления не меняется, а равнодействующая сил гравитационного притяжения увеличится. Причем равнодействующая гравитационных сил направлена к центру корабля, так как тело, находящееся внутри шарового слоя, не испытывает его притяжения. Равнодействующая всех сил, действующих на кусочек металла, направлена к центру корабля и равна $F = \gamma \frac{4}{3} \pi \rho_{0} rv( \rho - \rho_{0} )$, ($\rho_{0}$ - плотность жидкости, $\rho$ - плотность металла, $v$ - его объем, $r$ - расстояние до центра корабля), т. е. она пропорциональна смещению, кусочка металла относительно центра сферы. Отсюда следует, что если трение отсутствует, то кусочек металла будет совершать гармонические колебания. Из-за трения эти колебания будут затухающими.
Если в цистерне имеется пузырек воздуха, то он будет двигаться к оболочке корабля, так как для него $\rho < \rho_{0}$ и поэтому равнодействующая всех сил направлена от центра корабля.
На орбиту вокруг Земли выведена сферическая цистерна с жидким топливом. В ней - кусочек металла. Как он будет двигаться? Что будет, если а цистерне имеется пузырек воздуха?
Решение:
На кусочек металла действуют силы гравитационного притяжения к окружающей массе жидкости в силы давления со стороны жидкости. Если бы объем, занимаемый кусочком металла, занимала жидкость, то она находилась бы в равновесии, т, е. равнодействующая сил гравитационного притяжения к остальной массе жидкости была бы равна равнодействующей сил гидростатического давления. Если же вместо этого объема жидкости мы помещаем кусочек металла, то равнодействующая сил давления не меняется, а равнодействующая сил гравитационного притяжения увеличится. Причем равнодействующая гравитационных сил направлена к центру корабля, так как тело, находящееся внутри шарового слоя, не испытывает его притяжения. Равнодействующая всех сил, действующих на кусочек металла, направлена к центру корабля и равна $F = \gamma \frac{4}{3} \pi \rho_{0} rv( \rho - \rho_{0} )$, ($\rho_{0}$ - плотность жидкости, $\rho$ - плотность металла, $v$ - его объем, $r$ - расстояние до центра корабля), т. е. она пропорциональна смещению, кусочка металла относительно центра сферы. Отсюда следует, что если трение отсутствует, то кусочек металла будет совершать гармонические колебания. Из-за трения эти колебания будут затухающими.
Если в цистерне имеется пузырек воздуха, то он будет двигаться к оболочке корабля, так как для него $\rho < \rho_{0}$ и поэтому равнодействующая всех сил направлена от центра корабля.
