полая труба с тонкими стенками, сечение которой представляет из себя квадрат со стороной a=8.3 cм, погружена в воду. снизу труба закрыта пластиной, горизонтальные стороны которой равны a=8.3 см и b=22.4 см, а высота x=1.3 см (рис.1). при этом вода не подтекает в трубу. нижняя плоскость пластины находится на глубине h=5.5 cм. плотность материала пластины ro=880 кг/м3. определите:
1) максимально возможное значение длины пластины bmax, при котором пластина ещё удержится на трубе .
2) абсолютную величину вращающего момента м относительно оси аb (рис.1), который силы реакции опоры, действующие на пластину со стороны трубы.
3) до какого максимального уровня y можно налить воду в трубу, чтобы контакт между трубой и пластиной не нарушился (рис.2).
ответы вводите с точностью до десятых. ускорение свободного падения примите равным 9,8 м/c2, плотность воды 1000 кг/м3.
разрешено переделывать, но за каждый неправильный ответ начисляется до 3 штрафных .
комбинация клавиш ctrl-c - копирование выделенной строки в буфер обмена.
комбинация клавиш ctrl-v - вставка данных из буфера обмена.
Для проведения эксперимента нам понадобится брусок с разными гранями(чтобы высота не была равна ширине), динамометр, нить и какая-либо гладкая поверхность(гладкая - в смысле без ям и бугром, подойдет стол)
Также забыл - в бруске должен быть крюк, или что-нибудь другое за что зацепим нить.
Сначала закрепим брусок на грани с большей площадью и, прикрепив к нему нить с динамометром, будем "тащить" его по столу, желательно равномерно(даже обязательно, потому что только при равномерном движении сила упругости пружины динамометра будет равна силе трения). Запишем показания динамометра в таблицу(или на листик)
Затем перевернем брусок на грань с меньшей площадью и проделаем то же самое. Также запишем показания в таблицу. Исходя из показаний получим, что от площади поверхности сила трения не зависит. Показания могут немного колебаться, т.к. стол может быть слегка неровным, тело может двигаться с небольшим ускорением, т.к. идеально равномерного движения практически невозможно добиться.
Средняя плотность железного гвоздя больше плотности воды. Следовательно, гвоздь имеет массу больше, чем равное с ним по объему количество воды. Это значит, что выталкивающая сила, действующая на гвоздь меньше, чем сила тяжести, действующая на него же. Вывод - равнодействующая сил направлена вниз, гвоздь тонет.
С кораблем - все наоборот. Он внутри полый, и сделано это специально, в первую очередь для того, чтобы его средняя плотность (по всему объему) была меньше, чем плотность воды. Следовательно, корабль имеет массу меньше, чем равное с ним по объему количество воды. Корабль погружается до тех пор, пока сила тяжести, действующая на него не уравновесится выталкивающей силой. Вывод - равнодействующая сил равна нулю, корабль плывет.
Кстати, если понизить среднюю плотность воды (например, наполнив ее пузырьками воздуха) , то прекрасно плававший до тех пор корабль может "потерять плавучесть" и затонуть.