1. Главная
  2. Библиотека
  3. Высшая математика
  4. Тело закреплено на двух натянутых лёгких резиновых жгут...
Разбор задачи

Тело закреплено на двух натянутых лёгких резиновых жгутах и , расположенных вертикально. Известно, что сила натяжения одного из них , а другого Н. После погружения в жидкость половины объёма тела натяжение жгута стало , а жгута . Трения в системе нет.

  • Предмет: Высшая математика
  • Автор: Кэмп
  • #Математический анализ
  • #Методы математического моделирования
Тело закреплено на двух натянутых лёгких резиновых жгутах и , расположенных вертикально. Известно, что сила натяжения одного из них , а другого Н. После погружения в жидкость половины объёма тела натяжение жгута стало , а жгута . Трения в системе нет.

Условие:

Тело закреплено на двух натянутых лёгких резиновых жгутах AA и BB, расположенных вертикально. Известно, что сила натяжения одного из них T1=70HT_{1}=70 \mathrm{H}, а другого T2=50T_{2}=50 Н. После погружения в жидкость половины объёма тела натяжение жгута AA стало TA=40HT_{A}=40 \mathrm{H}, а жгута BTB=55HB-T_{B}=55 \mathrm{H}.

Трения в системе нет. Ускорение свободного падения g=10 m/c2g=10 \mathrm{~m} / \mathrm{c}^{2}.

Какая часть объёма тела должна быть погружена в жидкость, чтобы силы натяжения жгутов были одинаковыми? Ответ выразите в виде обыкновенной дроби.

Решение:

Рассмотрим задачу пошагово.

  1. Исходное равновесие (без жидкости). Тело закреплено на двух жгутах, силы в них равны T₁ = 70 Н и T₂ = 50 Н, поэтому вес тела равен
      P = 70 + 50 = 120 Н.

  2. При погружении половины объёма тела в жидкость на тело действует сила Архимеда. Тогда равновесие записывается так, что сумма натяжений жгутов плюс сила Архимеда равна весу тела. Из условия после погружения половины объёма получаем:
      T_A + T_B = 40 Н + 55 Н = 95 Н.
    Следовательно, сила Архимеда равна
      F_пл = 120 – 95 = 25 Н.
    При этом понятно, что если бы всё тело было погружено, сила Архимеда была бы вдвое больше, то есть 50 Н.

  3. Заметим, что при приложении силы Архимеда тело смещается. Пусть при изменении условий тело смещается на величину d вверх (так как buoyancy действует вверх, и распределение сил в жгутах изменяется). Жгут A, прикреплённый сверху, при подъёме тела ослабляется, а жгут B, прикреплённый снизу, напрягаться сильнее. Предположим, что жгуты действуют как линейные пружины с постоянными k_...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Как изменится суммарная сила натяжения жгутов, если тело погрузить в жидкость?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Не нашел нужную задачу?

Воспользуйся поиском

Выбери предмет