Задача по статике №64

Однородный цилиндр, изготовленный из материала плотностью           3 ρ= 600 кг/м  , с радиусом основания R = 25  см и высотой H = 20  см привязан нитью ко дну сосуда, наполненного водой. Найдите силу натяжения нити. (Ответ дайте в ньютонах.)

PIC

PIC

Сделаем рисунок с указанием сил, действующих в системе. Можем записать II закон Ньютона в векторной форме:

T⃗+ ⃗FАрх+ m⃗g =m ⃗a,

так как цилиндр покоится, то ускорение равно нулю, в проекции на ось, направленную вертикально вниз, 2 закон Ньютона можно записать следующим образом:

T − F Арх +mg = 0, (1)

массу цилиндра можно рассчитать, исходя из формулы ρ= m- ⇒ m = ρV,    V  где V – объем цилиндра, который можно вычислить по формуле

V = πR2H

Из формулы (1) выразим силу натяжения нити T:

T = FАрх− mg = ρвgV − ρgV = V g(ρв− ρ)= πR2Hg (ρв − ρ),

где ρв  – плотность воды, подставим в получившееся выражение численные значения:

T = 3,14⋅0,252 м2⋅0,2 м ⋅10 м∕с2⋅(1000 кг∕м3− 600 кг∕м3)= 157 Н
Оцените статью
Я решу все!