В сосуде (см. рисунок) находится система тел, состоящая из идеального блока и перекинутой через него невесомой и нерастяжимой нити, к концам которой привязаны тело объемом V=100 см3 и пружина жесткостью k=100 Н/м. Нижний конец пружины прикреплен ко дну сосуда. На какую величину изменится длина пружины, если эту систему целиком погрузить в жидкость плотностью ρ=900 кг/м3?
Решение
До погружения системы в жидкость:
Так как нить невесома, а блок идеален: ∣T1∣=∣T2∣=T По второму закону Ньютона: T−mg=0⇒T=mg Сила упругости: Fу1=mg;Fу1=kx1⇒kx1=mg(1) После погружения системы в жидкость:
Так как нить невесома, а блок идеален: ∣T3∣=∣T4∣=T0 T0+FА−mg=0⇒T0=mg−FА T0−Fу2=0⇒Fу2=T0;Fу2=mg−FА Fу2=kx2 Сила Архимеда: FА=ρжgV Объединим выражения: kx2=mg−FА(2) Из (1) вычтем (2): k(x1−x2)=mg−mg−FА k(x1−x2)=FА;k(x1−x2)=ρжgV Изменение длины пружины: x1−x2=kρжgV=100900⋅10⋅10⋅10−6=0,009м Ответ: 0,009м