Пусть x0 - глубина погружения плавающего цилиндра, ρ - плотность воды, S - площадь основания цилиндра. Посчитаем потенциальную энергию Wп, которую приобретает система при увеличении глубины погружении цилиндра на Δx. Эта энергия равна работе A против выталкивающей силы, минус уменьшение потенциальной энергии цилиндра в поле силы тяжести. Потенциальная энергия цилиндра уменьшается на величину PΔx =
(gρSx0)Δx, вес цилиндра P (соответствует выражение в скобках) определен по закону Архимеда. Выталкивающая сила равна gρSx, и увеличивается линейно при увеличении глубины погружения x. Работа при изменении x от x0 до x0 + Δx равна произведению средней силы gρS(x0 + x0 + Δx)/2 на перемещение Δx (можно также посчитать как интеграл). В итоге находим A = (gρSx0)Δx + gρS(Δx)2/2, Wп
= A - PΔx = gρS(Δx)2/2. При колебаниях в отсутствии сил сопротивления движению, максимальная потенциальная энергия равна максимальной кинетической, т.е., Wп = Wк. Пользуясь этим, находим: S = 2Wк/(gρ(Δx)2). Для вычислений здесь удобно перейти в систему СГС. Имеем Wk = 2.4*10-3 Дж = 2.4*104 эрг, g = 10 м/c2 = 103 см/с2. Подставляем: S
= (2*2.4*104)/(103*1*12) = 48 см2.
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!