2020-12-26
С какой силой давит тяжёлый стержень на дно водоёма, если жёстко связанный с ним пустотелый шарик радиуса $r = 1 см$ плавает, наполовину погрузившись в воду. Плотность жидкости $\rho = 1 \cdot 10^{3} кг/м^{3}$, длина стержня $L = 10 см$.
Решение:
Условие равновесия поплавка можно записать в виде уравнения моментов. В данном случае удобно приравнять к нулю сумму моментов относительно оси, проходящей через центр масс стержня С, перпендикулярно плоскости чертежа
$\sum_{i=1}^{i=2} M_{C} ( \vec{F} ) = 0$,
$N \frac{L}{2} - \frac{4}{6} \pi r^{3} \rho g \left ( \frac{L}{2} + r \right ) = 0$,
откуда
$N = \frac{2}{3} \pi r^{2} \rho g \left ( 1 + \frac{2r}{L} \right ) \simeq 7 Н$.