Thanh AB là một đòn bẩy có điểm tựa tại O. Các lực tác dụng lên đòn bẩy AB:

- Trọng lực của thah AB đặt tại trung điểm G của thanh AB, chiều từ trên xuống, cánh tay đòn là đoạn GH.

- Lực đẩy Ác-si-mét nước tác dụng lên thanh AB, có điểm đặt tại trung điểm N của đoạn GB bị ngập trong nước, chiều từ dưới lên, cánh tay đòn là đoạn KN.

Thanh Ab đang cân bằng nên theo điều kiện cân bằng của đòn bẩy ta có:

\(P.GH=F_A.NK\left(1\right)\)

Gọi trọng lượng riêng của thanh là D, trọng lượng riêng của nước là D_n, S là tiêt diện đáy của thanh, l là chiều dài thanh.

Ta có:

\(P=10D.S.l\\ F_A=10D_n.S.\dfrac{l}{2}\)

Thay vào (1) ta được:

\(10D.S.l.GH=10D_n.S.\dfrac{l}{2}.NK\\ \Rightarrow D.GH=D_n.\dfrac{1}{2}NK\\ \Rightarrow D=\dfrac{NK.D_n}{2GH}\left(2\right)\)

Xét \(\Delta OHG\) và \(\Delta OKN\) có:

\(\widehat{OHG}=\widehat{OKN}=90^o\)

\(\widehat{N}\): góc chung

\(\Rightarrow\Delta OHG\approx\Delta OKN\left(g-g\right)\)

Do đó:

\(\dfrac{NK}{GH}=\dfrac{ON}{OM}\)

Ta có:

\(ON=OB-NB=\dfrac{2l}{3}-\dfrac{l}{4}=\dfrac{5l}{12}\\ OG=AG-AO=\dfrac{l}{2}-\dfrac{l}{3}=\dfrac{l}{6}\)

\(\Rightarrow\dfrac{NK}{GH}=\dfrac{ON}{OM}=\dfrac{\dfrac{5l}{12}}{\dfrac{l}{6}}=\dfrac{5}{2}\)

Thay vào (2) ta được:

\(D=\dfrac{5.D_n}{2.2}=\dfrac{5.1000}{4}=1250\)(kg/m³)

Vậy khối lượng riêng của thanh kim loại là 1250kg/m³.

bài này trong đề thi học sinh gỏi vật lý cấp huyện

đợi tôi làm rồi chụp ảnh cho

Bạn nên xem mấy cái câu hỏi tương tự ấy trước. Nếu không có rồi mới đăng câu hỏi lên bạn!:v Câu hỏi của Ha Dlvy - Vật lý lớp 8 | Học trực tuyến.

a/ Gọi K là điểm giao nhau giữa mực nc và thah AB, G là trung điểm của thanh mà trọng lực của thanh sẽ tập trung tại đây

gọi H là TĐ của KB

Vậy thì ta cần tìm KB

Có OA= OB/2\(\Rightarrow OA=\frac{l}{3}=\frac{40}{3}\left(cm\right)\Rightarrow OB=\frac{2l}{3}=\frac{80}{3}\left(cm\right)\)

có \(AG=BG=\frac{AB}{2}=20\left(cm\right)\)

Có \(OG+AO=AG\Rightarrow OG=AG-AO=20-\frac{1}{2}OB=20-\frac{1}{2}.\frac{80}{3}=\frac{20}{3}\left(cm\right)\)

Có H là TĐ của KB\(\Rightarrow KH=HB=\frac{KB}{2}\)

\(\Rightarrow OH=OK+KH=OB-KB+\frac{1}{2}KB=\frac{80}{3}-\frac{1}{2}KB\)

Trọng lượng của thanh là:

\(P=d_t.V_{AB}=11200.S.l_{AB}=448000S\left(N\right)\)

Lực đẩy ASM t/d lên thanh là:

\(F_A=d_n.V_{KB}=10000.S.l_{KB}\left(N\right)\)

Theo PTĐB:

P.OG= F_A.OH

\(\Leftrightarrow448000S.\frac{20}{3}=10000S.l_{KB}.\left(\frac{80}{3}-\frac{1}{2}l_{KB}\right)\)

Giải ra tìm l_KB là xong

Câu b làm tương tự để tìm D của chất lỏng

- Thanh chịu tác dụng của trọng lực P đặt tại trung điểm M của thanh AB và lực đẩy Acsimet tại trung điểm N của đoạn MB. Thanh có thể quay quanh O. Áp dụng quy tắc cân bằng đòn bẩy ta có:
P . MH = F . NK (1)
- Gọi S là tiết diện, l là chiều dài của thanh. Ta có:
P = 10. S. D. l và F = 10. D_n.S.\(\frac{1}{2}\)

- Thay vào (1) . Ta có: D=\(\frac{NK}{2MH}.D_n\)

- Mặt khác △OHM∼△OKN Ta có:

\(\frac{KN}{MH}=\frac{ON}{OM}\) Trong đó: ON = OB - MB =\(\frac{l}{3}-\frac{l}{4}=\frac{5l}{12}\)

OM= AM - OA = \(\frac{l}{2}-\frac{l}{3}=\frac{l}{6}\)

\(\frac{KN}{MH}=\frac{ON}{OM}=\frac{5}{2}\) .Thay vào 2 ta được \(D=\frac{5}{4}.D_n=1250kg\)/m³
Vậy khối lượng riêng của thanh đó là 1250

Giải

Thanh AB là một đòn bẩy có điểm tựa tại O

Phân tích các lực tác dụng lên thanh AB:

- Trọng lực \(\overrightarrow{P}\) có điểm đặt tại trung điểm G của thanh, chiều từ trên xuống, cánh tay đòn là đoạn GH.

- Lực đẩy Ác-si-mét \(\overrightarrow{F_A}\) có điểm đặt tại trung điểm M của đoạn GB (phần ngập nước), chiều từ dưới lên, cánh tay đòn là đoạn MK.

Thanh AB đang cân bằng nên ta có phương trình cân bằng lực:

\(\dfrac{P}{F_A}=\dfrac{MK}{GH}\)

Xét \(\Delta OHG\approx\Delta OKM\Rightarrow\dfrac{MK}{GH}=\dfrac{MO}{GO}\)

Ta có:

\(GB=\dfrac{AB}{2}\Rightarrow GM=\dfrac{AB}{4}\\ AG=\dfrac{AB}{2};AO=\dfrac{AB}{3}\\ \Rightarrow OG=\dfrac{AB}{2}-\dfrac{AB}{3}=\dfrac{AB}{6}\\ \Rightarrow MO=\dfrac{AB}{4}+\dfrac{AB}{6}=\dfrac{5AB}{12}\\ \Rightarrow\dfrac{MK}{GH}=\dfrac{MO}{GO}=\dfrac{\dfrac{5AB}{12}}{\dfrac{AB}{6}}=\dfrac{5}{2}\)

Do đó: \(\dfrac{P}{F_A}=\dfrac{5}{2}\)

Gọi S là tiết điện của thanh.

\(\Rightarrow\dfrac{S.AB.10D}{S.\dfrac{AB}{2}\cdot10D_o}=\dfrac{5}{2}\\ \Leftrightarrow\dfrac{10D}{\dfrac{1}{2}\cdot10D_o}=\dfrac{5}{2}\\ \Leftrightarrow\dfrac{10D}{\dfrac{1}{2}\cdot10000}=\dfrac{5}{2}\Leftrightarrow D=1250\left(\text{ }\text{kg/m^3}\right)\)

Khối lượng riêng của thanh là 1250kg/m³