Hai vật có trọng lượng P1 và P2 có cx thể tích V=1dm3.Vật 1 bằng sắt có trọng lượng riêng d1=78000N/m3.Vật 2 bằng sứ có trọng lượng riêng d2=26000N/m3.Treo 2 vật trên nhánh AB có chiều dài l=0,1m(trọng lượng riêng thanh AB không đáng kể)
a)Tìm vị trí điểm treo O để khi treo hệ thống cân bằng.
b)Nếu nhúng 2 vật này chìm hoàn toàn trong nước .Điểm treo O phải dịch chuyển như thế nào để hệ thống cân bằng.Trọng lượng riêng của nước là d=10000N/m3.
$V=1dm³=0,001m³$
$d_{1}=78000N/m³$
$d_{2}=26000N/m³$
$l=0,1m$
$d=10000N/m³$
—————–
a, Ta có:
$P_{1}=d_{1}.V=78000.0,001=78N$
$P_{2}=d_{2}.V=26000.0,001=26N$
Ta có: $P_{1}.l_{1}=P_{2}.l_{2}$
$⇒\dfrac{l_{2}}{l_{1}}=\dfrac{P_{1}}{P_{2}}=\dfrac{78}{26}=3$
$⇒l_{2}-3l_{1}=0$
Mà $l_{1}+l_{2}=0,1$
$⇒l_{1}=0,025m$
$l_{2}=0,075m$
b, Lực đẩy $Ác-si-mét$ do nước tác dụng lên hai vật có thể tích như nhau:
$F_{A}=d.V=10000.0,001=10N$
Ta có: $(P_{1}-F_{A}).l_{1′}=(P_{2}-F_{A}).l_{2′}$
$⇒\dfrac{l_{2′}}{l_{1′}}=\dfrac{P_{1}-F_{A}}{P_{2}-F_{A}}=\dfrac{78-10}{26-10}=4,25$
$⇒l_2’=4,25l_1’$
Mà $l_{1′}+l_{2′}=0,1$
$⇒l_{1′}=\dfrac{2}{105}m$
$l_{2′}=\dfrac{17}{210}m$
Đáp án:
a. Trọng lượng của vật 1:
$P_1 = d_1.V = 78000.0,001 = 78 (N)$
Trọng lượng của vật 2:
$P_2 = d_2.V = 26000.0,001 = 26 (N)$
Gọi $l_1$ và $l_2$ lần lượt là khoảng cách từ O đến điểm treo vật 1 (đầu A) và điểm treo vật 2 (đầu B). Ta có:
$\dfrac{P_1}{P_2} = \dfrac{l_2}{l_1} = \dfrac{78}{26} = 3$
Suy ra: $l_2 = 3l_1$
Mà $l_1 + l_2 = 0,1 \to l_1 = 0,025 (m)$
và $l_2 = 3.0,025 = 0,075 (m)$
b. Khi nhúng cả hai vật vào trong nước thì cả hai vật đều chìm hoàn toàn trong nước, do đó lực đẩy Ác si mét tác dụng lên hai vật bằng nhau và bằng:
$F_A = d.V = 10000.0,001 = 10 (N)$
Hợp lực tác dụng lên vật 1 là:
$F_1 = P_1 – F_A = 78 – 10 = 68 (N)$
Hợp lực tác dụng lên vật 2 là:
$F_2 = P_2 – F_A = 26 – 10 = 16 (N)$
Khi đó gọi $l_1’$ và $l_2’$ lần lượt là khoảng cách từ O đến A và B ta có:
$\dfrac{F_1}{F_2} = \dfrac{l_2′}{l_1′} = \dfrac{68}{16} = 4,25$
Suy ra: $l_2′ = 4,25l_1’$
Do đó: $l_1′ = \dfrac{0,1}{5,25} = \dfrac{2}{105} (m) $
Và $l_2 = 4,25l_1 = 4,25.\dfrac{2}{105} = \dfrac{17}{210} (m)$