Алюминиевый брусок полностью погружен в воду. Определите, с какой минимальной внешней силой F необходимо действовать на брусок, чтобы он не утонул. Плотность алюминия ρ0 = 2700 кг/м3, плотность воды ρ = 1000 кг/м3, объём бруска V = 0,001 м3. Коэффициент g = 10 Н/кг.

Відповідь:

В этих сосудах жидкость может свободно перетекать из одной емкости в другую (рис.1). Форма сообщающихся сосудов очень разнообразна. В сообщающихся сосудах однородная по плотности жидкость устанавливается на одном уровне, если давления над свободными уровнями жидкости одинаковые и это не зависит от формы сосуда.

Закон сообщающихся сосудов, рисунок 1

В жидкости в состоянии равновесия давление на одном уровне равно:

p=ρgh (1),

где ρ - плотность жидкости; g - ускорение свободного падения; h - высота столба жидкости. В пояснении того, что в сообщающихся сосудах уровень жидкости находится на одном уровне, можно отталкиваясь от (1) сказать следующее: так как давления на одном уровне жидкости одинаково, то равными будут и высоты столбов жидкости.

И так, закон сообщающихся сосудов можно сформулировать следующим образом: В равновесном состоянии свободная поверхность жидкости в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне, так как давление жидкости на любом горизонтальном уровне одинаково.

Пояснення:

Объяснение:

m = 2 г = 0.002 кг

q1 = 3 * 10^-8 Кл.

q2 = 2.4 * 10^-7 Кл

F - ?

Отже, приступимо. Спочатку трохи теорії. Завдання складається з двох частин: закони Ньютона і закон Кулона. Сила тяжіння по модулю дорівнює силі натягу, тобто Fт = Fн = 0.02 Н. Раз заряди однойменні, то вони відштовхуються один від одного. Це означає, що сила натягу зменшиться на силу відштовхування кульок.

Звідси складаємо рівняння:

Fн = Fт-Fк

Закон Кулона:

F = kq1q2/R^2

Звідси складаємо кінцеве рівняння:

Fн = mg-kq1q2 / R^2

Підставляємо значення і вирішуємо:

Fн = 0.02 - 9 * 10^9 * 3 * 10^-8 * 2.4 * 10^-7/0.01 = 0.02 - 0.00648 = 0.01352 = 13.52 мН.