Равновесие палочки в жидкости
В гладкий высокий стакан радиусом $4\ \text{см}$ поставили тонкую однородную палочку длиной $10\ \text{см}$ и массой $1{,}8\ \text{г}$. До какой высоты $h$ надо налить в стакан жидкость, плотность которой составляет $0{,}75$ плотности материала палочки, чтобы модуль силы, с которой верхний конец палочки давит на стенку стакана, равнялся $0{,}008\ \text{Н}$? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на палочку.
Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
В гладкий высокий стакан радиусом 4 см поставили тонкую однородную палочку длиной 10 см и массой 1,8 г. До какой высоты h надо налить в стакан жидкость, плотность которой составляет 0,75 плотности материала палочки, чтобы модуль силы, с которой верхний конец палочки давит на стенку стакана, равнялся 0,008 Н? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на палочку. Обоснуйте применимость законов, используемых для решения задачи.
| ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Какие силы действуют на палочку: сила тяжести, сила Архимеда, реакция гладкого дна и горизонтальная реакция гладкой стенки?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Найдите угол наклона палочки из геометрии: горизонтальная проекция палочки равна радиусу стакана. Затем составьте равенство моментов относительно нижнего конца палочки.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Проверьте сначала максимально возможную силу давления на стенку без учёта выталкивания: $N_{\max}=\dfrac{mgR}{\sqrt{l^2-R^2}}$. Она получается меньше $0{,}008\ \text{Н}$, поэтому требуемой высоты жидкости не существует.