2018-03-10
Гирю, подвешенную к динамометру, опускают в воду, пока уровень воды в сосуде не поднимется на $\Delta h = 5 см$. Показание динамометра при этом изменилось на $\Delta F = 0,5 Н$. Определить площадь дна сосуда. Плотность поды $\rho_{0} = 1000 кг \cdot м^{-3}$.
Решение:
Так как сила, действующая на гирю со стороны пружины динамометра, уменьшается, а гиря находится в равновесии, то на соответствующую величину возрастает сила, действующая со стороны воды на гирю (по закону Архимеда). По третьему закону Ньютона ровно на эту величину возрастает сила давления на воду со стороны гири, а следовательно, и сила давления воды на дно сосуда, которая возрастет на величину
$\Delta F_{давл} = \rho_{0}S \Delta h$,
где $S$ - площадь поперечного сечения сосуда. Следовательно,
$\Delta F = \Delta F_{давл} = \rho_{0}S \Delta h$,
откуда
$S = \frac{ \Delta F}{ \rho \Delta h} = 100 см^{2}$.