Trong bình hình trụ, tiết diện S chứa nước có chiều cao H=15cm. Người ta thả vào bình một thanh đồng chất, tiết diện đều sao cho nó nổi trong nước thì mực nước dâng lên một đoạn h=8cm. a, Nếu nhấn chìm thanh hoàn toàn thì mực nước sẽ cao bao nhiêu? b, Tính lực nhấn cần để nhấn chìm hoàn toàn thanh, biết thanh có chiều dai 20cm, tiết diện 10cm2
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
Tốm tắt: tự mà tóm tắt(quy đỗi D đi nhé)
Hình vẽ: tự mà vẽ hình
____________________________Bài làm_______________
Ta có PT: \(P=F_A\)
\(\Leftrightarrow10D_2s.l=10D_1.\left(S-s\right).0,08\)
\(\Leftrightarrow800.s.l=80\left(S-s\right)\)
\(\Rightarrow l=\dfrac{80S}{800s}=\dfrac{S-s}{10s}\)
Khi nhấm chìm toàn bộ:
\(V_1=V_2\)
\(\Leftrightarrow sl=\left(S-s\right).x\)
\(\Leftrightarrow\)\(s.l=\left(S-s\right)x\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{S-s}{10}=\left(S-s\right)x\Rightarrow x=\dfrac{1}{10}\left(m\right)\Rightarrow x=10\left(cm\right)\)
b, tính F trung bình là đc
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
Gọi tiết diện của thanh là S' và chiều là l.
Trọng lượng của thanh là P=10.m=10.DT.V (mà V=S'.l)
<=> P=10.D2.S'.l
Thể tích nước dâng lên bằng thể tích phần chìm trong nước
<=> Sh-S'h=(S-S').h
lực đẩy Ac-si-mét tác dụng vào thanh là FA1=dnước.V
= \(\dfrac{10000}{10.D_1}.\left(S-S'\right).h\)
Do thanh cân bằng nên Fa=P
<=> D1(S-S').h=10.D2.S'.l
<=> l=\(\dfrac{D_1\left(S-S'\right).h}{D_2.S'}\)
Khi thanh chìm hoàn toàn trong nước thì toàn bộ thể tích nước dâng lên bằng thể tích phần chìm trong nước. Gọi V0 là thể tích của thanh. V0=S'.l
<=> V0=\(\dfrac{D_1\left(S-S'\right).h}{D_2}\)=> \(\dfrac{\text{V_0}}{S-S'}=\dfrac{D_1}{D_2}.h\)
Khi đó nước dâng lên một đoạn h' = \(\dfrac{V_0}{S-S'}=\dfrac{D_1}{D_2}.h\)
Chiều cao cột nước là 15+h'=15+\(\dfrac{1000}{800}.8=25cm\)
( D1 là Dnước=1000kg/cm3, D2 là DT=800kg/cm3)
\(\dfrac{V_0}{S-S'}=\dfrac{D_1}{D_2}.h\)\(\dfrac{\text{V_0}}{S-S'}=\dfrac{D_1}{D_2}.h\)
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
a) Lực tác dụng lên thanh đồng lúc nhấn chìm gồm P; Lực đẩy Acsimet F2; và lực đẩy F chìm xuống, do thanh sắt cân bằng nên ta có
F = F2 - P = 10.D1.Vo - 10.D2.S'.L
mà Vo = S'.L
=> F = 10.S'.L( D1 - D2 ) = 2.S'.L = 2.0,2.0,1 = 0,4 N
Từ (*) => S = [ ( D2/D1 )( L/h ) + 1 ].S' = 3.S' = 30 cm²
Do đó; khi thanh đi thêm vào nước 1 đoạn x thì ∆V = x.S' thì nước dâng thêm 1 đoạn:
y = ∆V/( S - S' ) = ∆V/2S' = x/2
Mặt khác, nước dâng thêm do với lúc đầu một đoạn
∆h - h = ( D1/D2 - 1 ).h = 2 cm
=> x/2 = 2 => x = 4
Vậy thanh đồng đã di chuyển được quãng đường dài x + x/2 = 4 => x = 8/3 cm
Và lực tác dụng tăng từ 0 → F = 0,4 N => công thực hiện là
A = 1/2.F.x = 1/2.0,4.8/3.10‾ ² = 5,33.10‾ ² J
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
a) Gọi tiết diện và chiều dài thanh S là S' và L. Ta có trọng lượng của thanh S là
P = 10.D2.S'.L
Thể tích nước dâng lên bằng thể tích phần thanh sắt chìm trong nước
V = ( S - S' ).h
Lực đẩy acsimet tác dụng lên thanh S
F1 = 10.D1.( S - S' ).h
Do thanh sắt ở trạng thái cân bằng nên P = F1
=> 10.D2.S'.L = 10.D1.( S - S' ).h
<=> L = [ D1/D2 ].[ ( S - S' )/S' ].h (*)
Khi thanh sắt bị nhấn chìm hoàn toàn trong nước thì thể tích nước dâng lên = thể tích thanh.
Gọi Vo là thể tích thanh sắt ta có Vo = S'.L
Thay (*) vào ta có
Vo = D1/D2.( S - S' ).h
Khi đó; mực nước dâng lên 1 đoạn ∆h so với khi chưa thả thanh sắt vào
∆h = Vo/( S - S' ) = D1/D2.h
=> Chiều cao cột nước khi nhúng hoàn toàn thanh sắt là
H' = H + ∆h = H + D1/D2.h
Thay D1 = 1g/cm³ và D2 = 0,8g/cm³ ( Tra bảng SGK lí 8 ) vào ta có
H' = 15 + 10 = 25
b) Lực tác dụng lên thanh đồng lúc nhấn chìm gồm P; Lực đẩy Acsimet F2; và lực đẩy F chìm xuống, do thanh sắt cân bằng nên ta có
F = F2 - P = 10.D1.Vo - 10.D2.S'.L
mà Vo = S'.L
=> F = 10.S'.L( D1 - D2 ) = 2.S'.L = 2.0,2.0,1 = 0,4 N
Từ (*) => S = [ ( D2/D1 )( L/h ) + 1 ].S' = 3.S' = 30 cm²
Do đó; khi thanh đi thêm vào nước 1 đoạn x thì ∆V = x.S' thì nước dâng thêm 1 đoạn:
y = ∆V/( S - S' ) = ∆V/2S' = x/2
Mặt khác, nước dâng thêm do với lúc đầu một đoạn
∆h - h = ( D1/D2 - 1 ).h = 2 cm
=> x/2 = 2 => x = 4
Vậy thanh đồng đã di chuyển được quãng đường dài x + x/2 = 4 => x = 8/3 cm
Và lực tác dụng tăng từ 0 → F = 0,4 N => công thực hiện là
A = 1/2.F.x = 1/2.0,4.8/3.10‾ ² = 5,33.10‾ ² J
![](https://rs.olm.vn/images/avt/0.png?1311)
Tham khảo này :
a) Gọi tiết diện và chiều dài thanh S là S' và L. Ta có trọng lượng của thanh S là
\(\text{P = 10.D2.S'.L }\)
Thể tích nước dâng lên bằng thể tích phần thanh sắt chìm trong nước
\(\text{V = ( S - S' ).h }\)
Lực đẩy acsimet tác dụng lên thanh S
\(\text{F1 = 10.D1.( S - S' ).h }\)
Do thanh sắt ở trạng thái cân bằng nên P = F1
\(\text{=> 10.D2.S'.L = 10.D1.( S - S' ).h }\)
\(\text{< => L = [ D1/D2 ].[ ( S - S' )/S' ].h (*) }\)
Khi thanh sắt bị nhấn chìm hoàn toàn trong nước thì thể tích nước dâng lên = thể tích thanh.
Gọi Vo là thể tích thanh sắt ta có Vo = S'.L
Thay (*) vào ta có
\(\text{Vo = D1/D2.( S - S' ).h }\)
Khi đó; mực nước dâng lên 1 đoạn ∆h so với khi chưa thả thanh sắt vào
\(\text{∆h = Vo/( S - S' ) = D1/D2.h
}\)
=> Chiều cao cột nước khi nhúng hoàn toàn thanh sắt là
\(\text{H' = H + ∆h = H + D1/D2.h
}\)
Thay D1 = 1g/cm³ và D2 = 0,8g/cm³ ( Tra bảng SGK lí 8 ) vào ta có
\(\text{H' = 15 + 10 = 25}\)
b) Lực tác dụng lên thanh đồng lúc nhấn chìm gồm P; Lực đẩy Acsimet F2; và lực đẩy F chìm xuống, do thanh sắt cân bằng nên ta có
\(\text{F = F2 - P = 10.D1.Vo - 10.D2.S'.L }\)
mà Vo = S'.L
\(\text{=> F = 10.S'.L( D1 - D2 ) = 2.S'.L = 2.0,2.0,1 = 0,4 N }\)
Từ (*) \(\text{=> S = [ ( D2/D1 )( L/h ) + 1 ].S' = 3.S' = 30 cm² }\)
Do đó; khi thanh đi thêm vào nước 1 đoạn x thì ∆V = x.S' thì nước dâng thêm 1 đoạn:
\(\text{y = ∆V/( S - S' ) = ∆V/2S' = x/2 }\)
Mặt khác, nước dâng thêm do với lúc đầu một đoạn
\(\text{∆h - h = ( D1/D2 - 1 ).h = 2 cm }\)
\(\text{=> x/2 = 2 => x = 4 }\)
Vậy thanh đồng đã di chuyển được quãng đường dài\(\text{=> x/2 = 2 => x = 4 }\)
Và lực tác dụng tăng từ 0 → F = 0,4 N => công thực hiện là
\(\text{A = 1/2.F.x = 1/2.0,4.8/3.10‾ ² = 5,33.10‾ ² J}\)
Khi thả vào bình thanh đồng chất thì mực nước trong bình dâng lên h = 8cm
=> Khi nhúng hoàn toàn vật thì mực nước trong bình sẽ dâng lên 1 đoạn bằng \(h_1\left(cm\right)\)
Ta có :
\(\dfrac{d_1}{d_2}=\dfrac{V_1}{V_2}=\dfrac{h}{h_1}\) , V1 là thể tích khi thả thanh vào
V2 là thể tích khi thả hoàn toàn
\(=>\dfrac{d_1}{d_2}=\dfrac{h}{h_1}=>h_1=10cm\)
Vâỵ khi nhúng hoàn toàn thanh thì mực nước trong bình dâng lên 1 đoạn 10 cm . Khi đó độ cao mực nước là H' = H + h1 = 25 (cm)