Question

[Nguyễn Duy Khánh]

Một khối gỗ hình trụ tiết diện S = 200 cm2, chiều cao h = 50 cm cótrọng lượng riêng d0= 9000 N/m3được thả nổi thẳng đứng trong nước sao cho đáysong song với mặt thoáng. Trọng lượng riêng của nước là d1= 10 000 N/m3. Đặt lên trên 1 miếng sắt nhỏ thì khối gỗ chìm hoàn toàn vào trong nước . Tìm khối lượng tối thiểu của miếng gỗ đó

giúp em với , em cần gấp

Answer 1

[Cô Tuyết Ngọc]

Gọi \(x\) là chiều cao phần vật ngập trong nước

Ta có:

\(F_A=P\Leftrightarrow d.S.x=d_0.S.h\)

\(\Rightarrow x=\dfrac{d_0}{d_1}.h=45\left(cm\right)\)

b) Gọi lực đẩy Ác-si-mét của nước tác dụng lên vật là \(F_{Al}\) của dầu tác dụng lên vật là \(F_{A2},\) chiều cao vật ngập trong nước là \(y\) thì chiều cao phần dầu là \(h-y\)

Ta có:

\(P=F_{Al}+F_{A2}\)

\(\Leftrightarrow d_0.S.h=d_1.S.y+d_2.S.\left(h-y\right)\)

\(\Rightarrow y=\dfrac{d_0.h-d_2.h}{d_1-d_2}=25\left(cm\right)\)

\(\Rightarrow\) Chiều cao lớp dầu là:

\(h-y=25\left(cm\right)\)

c) Ta xét công trong hai giai đoạn:

Giai đoạn 1: Bắt đầu kéo đến khi vật vừa ra khỏi nước: Lúc này chiều cao phần vật ngập trong nước giảm dần đến \(0\left(cm\right)\) nên lực kéo phải tăng dần từ \(0\left(N\right)\) đến: \(F_1=F_{Al}=d_1.S.y=50\left(N\right)\) Quãng đường kéo là: \(S_1=y=0,25\left(m\right)\) Công thực hiện là: \(A_1=\dfrac{1}{2}\left(0+F_1\right).S_1=6,25\left(J\right)\) Giai đoạn 2: Tiếp đó đến khi vật vừa ra khỏi dầu:

Lúc này chiều cao phần vật ngập trong dầu giảm dần từ \(h-y\) đến \(0\) nên lực đẩy Ác-si-mét giảm dần từ \(F_{A2}=d_2.S.\left(h-y\right)=40\left(N\right)\) đến \(0\left(N\right)\) nên lực kéo vật phải tăng dần từ \(F_1\) đến \(F_2=F_{Al}+F_{A2}=90\left(N\right)\) (cũng bằng trọng lượng \(P\) của vật)

Quãng đường kéo vật là:

\(S_2=h-y=0,25\left(m\right)\)

Công thực hiện là:

\(A_2=\dfrac{1}{2}\left(F_1+F_2\right).S_2=11,25\left(J\right)\)

Tổng công thực hiện là:

\(A=A_1+A_2=17,5\left(J\right)\)