К телу, имеющему внутреннюю герметичную полость, на невесомой нерастяжимой нити привязан сплошной шарик Система «тело + шарик» плавает в сосуде с жидкостью, не касаясь стенок и дна сосуда. Плотность материала тела и шарика , плотность жидкости
, объем полости составляет 3/4 объема тела, объем шарика равен 1/4 объема тела. Исходя из условия задачи, выберите все верные утверждения.
1. Модуль силы Архимеда, действующей на тело, больше модуля силы Архимеда, действующей на шарик.
2. Модуль силы натяжения нити меньше модуля силы тяжести, действующей на шарик.
3. Модуль силы натяжения нити равен модулю силы тяжести, действующей на тело.
4. Модуль силы тяжести, действующей на шарик, меньше модуля силы тяжести, действующей на тело.
5. Объем погруженной части тела равен 3/4 объема этого тела.
Пусть .
Плотность шарика . Тогда из условий плавания тел следует, что шар будет тонуть в жидкости. Так как тело на 3/4 пусто, то его средняя плотность равна 0,25 плотности шарика, то есть
и значит тело будет плавать в жидкости. Без шарика тело бы погружалось на
своего объема. Объем шарика составляет 1/4 объема тела, тогда средняя плотность такой системы
. Погруженная часть равна
от всего объема 5/4 тела. То есть,
объема тела.
1)
Сила Архимеда, действующая на тело
Сила Архимеда, действующая на шарик
2)
Запишем второй закон Ньютона для шара
3)
Запишем второй закон Ньютона для тела
4)
Сила тяжести, действующая на тело
Сила тяжести, действующая на шарик
5)
Да, см. рассуждения выше.