Вглубоком цилиндрическом сосуде с водой площадью 200 см^2 плавает в вертикальном положении цилиндр высотой 20 см и площадью основания 100 см^2, сделанный из материала плотностью 500 кг/м^3. какую работу (в мдж) надо совершить, чтобы полностью погрузить цилиндр в воду, если вначале поверхность воды была на 2 см ниже верхнего края сосуда? g = 10 м/с^2. (ответ: 460)
Объем цилиндрика:
V₁=S₁*H₁ = 100*10⁻⁴*0,20=0,0020 м³
Масса цилиндрика:
m₁ = ρ₁*V₁ = 500*0,0020 = 1 кг
Сила тяжести цилиндрика:
F₁ = m₁*g = 1*10 = 10 Н
2)
Объем вытесненной воды после погружения цилиндрика:
V₂ = S₂*H₂ = 200*10⁻⁴*0,02 = 0,0004 м³
Высота подводной части:
h₁= V₂/S₁ = 0,0004/100*10⁻⁴ = 0,04 м = 4 см
Значит, высота надводной части:
h₂ = 20-4 = 16 см
Объем надводной части:
V=100*10⁻⁴*0,16 = 0,0016 м³
Сила Архимеда, при полном погружении цилиндрика:
F₂ = ρ₂*g*V₁ = 1000*10*0,0016 = 16 Н
3)
Работа:
A = (F₂-F₁)*h₂ = (16-10)*0,16 = 960 мДж
(Проверь данные, особенно высоту цилиндрика)