Собственно, все уравнения имеют один и тот же вид. Только для вращательного движения вместо силы F используется момент силы M, вместо массы m - момент инерции I, вместо скорости поступательного движения v - угловая скорость w(греческая омега), вместо ускорения а - угловое ускорение е(греческая эпсилон). Следует учитывать, что при поступательном движении скорость и ускорение считаются положительными, если они направлены вдоль оси OX, если против - то отрицательными. При вращательном же движении положительное направление задается по часовой стрелке, отрицательное - против.
Не плотность резинки а жёсткость.
Дано:
p1 = 1500 кг/м³
р2 = 2000 кг/м³
V1 = 2 л = 0,002 м³
V2 = 3 л = 0,003 м³
V = 0,1 л = 0,0001 м³
k = 10 Н/м
g = 10 Н/кг
Δx - ?
Сила упругости резинки будет уравновешивать силу тяжести, действующую на пробу:
Fупр = Fтяж
Сила тяжести равна:
Fтяж = mg, где m - масса пробы
m = p*V - объём известен, тогда найдём плотность пробы:
p = m'/V', где m' - масса смеси, а V' - её объём
m' = m1 + m2 = p1*V1 + p2*V2
V' = V1 + V2 => p = m'/V' = (p1*V1 + p2*V2)/(V1 + V2), тогда:
m = p*V = V*(p1*V1 + p2*V2)/(V1 + V2)
Тогда сила тяжести равна:
Fтяж = mg = V*g*(p1*V1 + p2*V2)/(V1 + V2)
Возвращаемся к равенству сил:
Fупр = Fтяж
Fупр = k*Δx =>
=> k*Δx = V*g*(p1*V1 + p2*V2)/(V1 + V2) - выражаем Δx и находим значение:
Δx = V*g*(p1*V1 + p2*V2)/(k*(V1 + V2)) = (0,0001*10*(1500*0,002 + 2000*0,003))/(10*(0,002 + 0,003)) = (0,001*(3 + 6))/(10*0,005) = 0,009/0,05 = 9/1000 * 100/5 = 9/10 * 1/5 = 9/50 = 0,18 м = 18 см
ответ: 18 см.