hai quả cầu đặc, thể tích mỗi quả làV=200cm3, được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh, nhẹ không co dãn, thả trong nước như hình vẽ. Khối lượng riêng của quả cầu bên trên là D1=300kg/m3,Khối lượng riêng của quả cầu bên dưới là D2=1200kg/m3. Hãy tính:
a) thể tích phần nhô lên khỏi mặt nước của quả cầu phía trên khi hệ cân bằng?
b)lực căng của sợi dây ?
cho biết khối lượng riêng của nước là là Dn=1000kg/m3
hihi cho mình hình vẽ được không bạn liên hệ nick facebook của mình nhé http://www.facebook.com/profile.php?id=100014967971745
a)
Ta có \(\dfrac{D_2}{D_1}=\dfrac{1200}{300}=4\) và 2 quả cầu có cùng thể tích nên khối lượng của quả 2 gấp 4 lần quả 1 hay m2 = 4m1. Gọi Vc là thể tích phần chìm của quả 1. Khi hệ thống cân bằng ta có:
\(P_1+P_2=F_{A1}+F_{A2}\\ \Rightarrow10D_1.V+10D_2.V=10D_n.V_c+10D_n.V\\ \Leftrightarrow D_1.V+D_2.V=D_n.V_c+D_n.V\\ \Leftrightarrow V\left(D_1+D_2\right)=D_n\left(V+V_c\right)\\ \Leftrightarrow V_c=\dfrac{V\left(D_1+D_2\right)}{D_n}-V\)
Thay số vào tính được Vc = 0,0001 (m3) = 100 (cm3)
b) Phần này vẽ hình thì dễ nhìn hơn.
Gọi T là lực căng sợi dây. Khi 2 vật cân bằng, ta có:
Tác dụng vào quả 1 có trọng lực(P1), lực căng dây(T), lực đẩy Ác-si-mét(FA1) quan hệ với nhau:
\(P_1+T=F_{A1}\Leftrightarrow T=F_{A1}-P_1\left(1\right)\)(Do quả cầu 1 ở trên nên sẽ bị lực căng dây kéo xuống)
Tác dụng vào quả 2 có trọng lực(P2), lực căng dây(T), lực đẩy Ác-si-mét(FA2) quan hệ với nhau:
\(P_2=F_{A2}+T\Leftrightarrow T=P_2-F_{A2}\left(2\right)\) (do quả cầu 2 ở dưới nên nó bị lực căng dây kéo lên)
Từ cộng 2 vế (1) và (2):
\(2T=\left(F_{A1}-P_1\right)+\left(P_2-F_{A2}\right)\\ \Leftrightarrow2T=10D_n.V_c-10D_1.V+10D_2.V-10D_n.V\\ \Leftrightarrow2T=10V\left(D_2-D_1\right)+10D_n\left(V_c-V\right)\)
Thay số vào tính được T = 0,4N
