2018-10-20
К концу невесомой нити, перекинутой через неподвижный блок, прикреплён шар из камня. К другому концу прикреплены два таких же шара, которые целиком погружены в жидкость плотности $\rho_{0} = 1000 кг/м^{3}$. Система находится в равновесии. Определите плотность $\rho$ камня, из которого сделаны шары. Трения нет.
Решение:
Пусть $V$ - объём шарика, $g$ - ускорение свободного падения, тогда сила тяжести, действующая на шарик, направлена вертикально вниз и равна:
$F_{т} = \rho Vg$,
а сила Архимеда, действующая на шарики, погружённые в воду, направлена вертикально вверх и равна
$F_{A} = \rho_{0}Vg$,
В равновесии:
$\rho Vg = 2 \rho Vg - 2 \rho_{0} Vg$.
Выражая отсюда искомую плотность $\rho$, получим:
Ответ: $\rho = 2 \rho_{0} = 2000 кг/м^{2}$.