Processing math: 100%

пятница, 12 августа 2011 г.

Камень и лодка

В изолированном пруду плавает лодка. Из лодки за борт выбросили тяжёлый камень, который сразу же утонул. Как при этом изменился (понизился, повысился или остался прежним) уровень воды в пруду?

Решение
Вспомним знакомый с детства закон Архимеда. Поскольку лодка с камнем на борту держалась на плаву, вес вытесненной воды был равен весу лодки:
(m+M)g = \rho_0gV_0 ,где m - масса самой лодки, M - масса камня, \rho_0 - плотность воды, V_0 - объём вытесненной воды.

Масса самого камня вычисляется по формуле M = {\rho}V, где \rho - плотность камня, V - его объём.

Отсюда получаем формулу для объёма воды, вытесненной лодкой с камнем на борту:V_0 = (m + {\rho}V)/\rho_0После того, как камень выбросили за борт, лодка стала вытеснять объём m/\rho_0, камень - V, что в сумме даёт m/\rho_0+V. Изменение объёма, таким образом, составляет
{\Delta}V = m/\rho_0 + V - (m + {\rho}V)/\rho_0 = V(1 - \rho/\rho_0)Поскольку камень утонул, то \rho > \rho_0 и {\Delta}V < 0, т.е. уровень воды в пруду понизился.

Комментариев нет:

Отправить комментарий