Một khối gỗ đặc hình trụ,tiết diện đáy s=300cm2,chiều cao h=50cm,có trọng lượng riêng d0=6000n/m3 được giữa ngập trong 1 bể nước đến độ sâu x=40m bằng 1 sợi dây mảnh,nhẹ,không dãn(mặt đáy song song với mặt thoáng nước) như hình vẽ. a, Tính lực căng sợi dây b,Nếu dây bị đứt khối gỗ sẽ chuyện động như thế nào

Đáp án+Giải thích các bước giải:

Bài 1

S = 300cm^2 = 0,03m3

h = 50cm = 0,5m

d = 6000N/m3

x = 40cm = 0,4m

dn = 10 000N/m3

a.  Thể tích khối gỗ là:

V =Sh = 0,03.0,5 = 0,015m3

Trọng lượng khối gỗ là :

P = d.V = 6 000.0,015 = 90N

Thể tích phần chìm:

V’ = Sx = 0,03.0,4 = 0,012m3

Lực acsimet tác dụng lên khối gỗ :

FA = dn.V’ = 10 000.0,012 = 120N

Lực căng dây là :

F =FA – P = 120 – 90= 30N

b.  Khối gỗ sẽ nổi lên vì FA > P(theo phương thẳng đứng hướng từ dưới lên)

Gọi x’ là chiều sâu độ chìm của vật

Gọi FA’ là lực acsimet sau khi vật nổi trên mặt nước

Khi nổi lên mặt nước, lúc này FA’ = P

ð 90 = dn.S.x’

ð 90 = 10 000.0,03.x’

ð x’ = 0,3m

h – x’ = 0,5 – 0,3 = 0,2m

vậy vật nổi lên 0,2m