Решение на момент правки #20345 от , автор Valter. Это не текущая версия.

Условие

4.2.12. Определите силу натяжения нити, связывающей два шарика объема 10 см³ каждый, если верхний шарик плавает, наполовину погрузившись в воду. Нижний шарик в три раза тяжелее верхнего.

К задаче $4.2.12$
К задаче

Решение

Анализ сил
Анализ сил

1. Уравнение для верхнего шарика
На верхний шарик действуют сила тяжести , сила натяжения нити (направлена вниз) и выталкивающая сила Архимеда (направлена вверх). Так как шарик погружен ровно наполовину, сила Архимеда равна , где — плотность воды. Условие статического равновесия:

2. Уравнение для нижнего шарика
На нижний шарик действуют сила тяжести , сила натяжения нити (направлена вверх) и сила Архимеда (так как он погружен полностью, ). Условие равновесия:

3. Решение системы уравнений
По условию задачи нижний шарик в три раза тяжелее верхнего, следовательно, .
Выразим силу тяжести верхнего шарика из уравнения :

Разделим уравнение на уравнение , учитывая соотношение масс ():

Решим полученное уравнение относительно силы натяжения :



4. Расчет
Подставим числовые значения: 1000 кг/м³, 10 см³ = 10⁻⁵ м³, 9,8 м/с².
Н

Ответ

Н