Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 5186
2017-11-19 
Какова минимальная площадь присоски, с помощью которой можно прикрепить пробковый брусок массы $m$ к горизонтальной поверхности на глубине $h$ под водой (рис.)? Плотность пробки $\rho$, плотность воды $\rho_{0}$, атмосферное давление $p_{a}$.
Решение:
Добавочное давление, создаваемое столбом воды высоты $h$, равно $\rho_{0}gh$, поэтому давление на глубине $h$ равно $p_{a} + \rho gh$. Сила, с которой вода прижимает присоску к поверхности, равна $F = (p_{a} + \rho_{0}gh)S$ ($S$ — площадь присоски). Чтобы брусок держался, необходимо, чтобы эта сила была не меньше, чем равнодействующая сил Архимеда и тяжести, действующих на брусок. Объём бруска $V = m/ \rho$, поэтому сила Архимеда равна $F_{a} = \rho_{0}gV = ( \rho_{0}/ \rho )ng$.
Итак: $F > F_{a} -mg,( p_{a} + \rho_{0}gh)S > ( \rho_{0}/ \rho)mg - mg, S > ( \rho_{0} - \rho )mg/ \rho(p_{a} + \rho_{0} gh)$.
Ответ. Минимальная площадь присоски равна $S = \frac{( \rho_{0} - \rho)mg}{ \rho( p_{a} - \rho_{0} gh)}$.
Какова минимальная площадь присоски, с помощью которой можно прикрепить пробковый брусок массы $m$ к горизонтальной поверхности на глубине $h$ под водой (рис.)? Плотность пробки $\rho$, плотность воды $\rho_{0}$, атмосферное давление $p_{a}$.
Решение:
Добавочное давление, создаваемое столбом воды высоты $h$, равно $\rho_{0}gh$, поэтому давление на глубине $h$ равно $p_{a} + \rho gh$. Сила, с которой вода прижимает присоску к поверхности, равна $F = (p_{a} + \rho_{0}gh)S$ ($S$ — площадь присоски). Чтобы брусок держался, необходимо, чтобы эта сила была не меньше, чем равнодействующая сил Архимеда и тяжести, действующих на брусок. Объём бруска $V = m/ \rho$, поэтому сила Архимеда равна $F_{a} = \rho_{0}gV = ( \rho_{0}/ \rho )ng$.
Итак: $F > F_{a} -mg,( p_{a} + \rho_{0}gh)S > ( \rho_{0}/ \rho)mg - mg, S > ( \rho_{0} - \rho )mg/ \rho(p_{a} + \rho_{0} gh)$.
Ответ. Минимальная площадь присоски равна $S = \frac{( \rho_{0} - \rho)mg}{ \rho( p_{a} - \rho_{0} gh)}$.
