Лидеры

ID: 259041

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт


ID: 226425

Konstantin Shvetski

Модератор


ID: 401284

Михаил Александров

Советник


ID: 137394

Megaloman

Мастер-Эксперт


ID: 400669

epimkin

Профессионал


ID: 401888

puporev

Профессор


ID: 405239

al4293189

4-й класс


8.13.11

14.01.2022

JS: 2.13.38
CSS: 4.8.5
jQuery: 3.6.0
DataForLocalStorage: 2022-01-27 07:16:01-standard


Консультация онлайн # 202033

Раздел: Физика
Автор вопроса: eprstklmn2 (Посетитель)
Дата: 06.01.2022, 12:12 Консультация закрыта
Поступило ответов: 1
Здравствуйте, Уважаемые эксперты! Пожалуйста, помогите ответить на вопрос:
К пружине жёсткостью 200 Н/м подвесили брусок массой 1,2 кг. Затем висящий брусок погрузили полностью в сосуд с водой. При этом длина пружины уменьшилась на 4 см. Брусок не касается дна сосуда. Плотность воды 1 г/см 3. Найти плотность материала, из которого сделан брусок. Ускорение свободного падения 10 м/с 2. Ответ приведите в [г/ см 3].

я не понимаю что в моём решении не так, но ответ получается неправдоподобным smile

Ответ # 1, Konstantin Shvetski (Модератор)

Здравствуйте, eprstklmn2.
Дано:
k=200Н/м
m=1,2 кг
Δx=4см=4*10-2м
ρB=1г/см3=1000кг/м3
Найти:
ρБ
Решение:
Ситуация 1:
брусок находится в равновесии под действием двух сил:
mg+Fупр1=0
В проекции на ось y:
-mg+Fупр1=0
Следовательно:
mg=Fупр1
mg=k*x1 (1)

Ситуация 2:
брусок находится в равновесии под действием трех сил:
mg+Fупр2+Fарх=0
В проекции на ось y:
-mg+Fупр2+Fарх=0
Следовательно:
mg=Fупр1+Fарх
mg=k*x2В*g*V (2)
Приравняем правые части и перепишем с учетом, что
х21-Δх
Раскроем скобки, приведем подобные...
Получим
k*Δx=ρB*g*V
Из последнего выражения выразим объем бруска V
V=k*Δx/(ρB*g) (3)
Подставляем известные значения, получаем
V=800cм3
Тогда плотность бруска
ρБ=m/V=1200г/800см3=1,5г/см3
Ответ: 1,5г/см3
*******
Удачи
smile

Konstantin Shvetski

Модератор
08.01.2022, 23:52
5

Мини-форум консультации # 202033

Гордиенко Андрей Владимирович

Мастер-Эксперт

ID: 17387

323942

= общий =    06.01.2022, 18:57

я не понимаю что в моём решении не так, но ответ получается неправдоподобным


Изложите, пожалуйста, своё решение.
=====
Facta loquuntur.
Konstantin Shvetski

Модератор

ID: 226425

323955

= общий =    07.01.2022, 01:21

ответ получается неправдоподобным


1,5 г/см^3 у меня получилось - вполне себе правдоподобно вроде
=====
С уважением, shvetski
eprstklmn2

Посетитель

ID: 405707

323962

= общий =    07.01.2022, 07:25
mg=Fa+Fy
mg=pgv+kx ->v= 0.002 м^3
->p(бруска) = m/v=600кг/м^3
Гордиенко Андрей Владимирович

Мастер-Эксперт

ID: 17387

323969

= общий =    07.01.2022, 16:38
Как я понял, Константин Аркадьевич решил рассматриваемую задачу. Поэтому я уступаю право дать правильный ответ на вопрос консультации ему.
=====
Facta loquuntur.
Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

323978

= общий =    08.01.2022, 05:38
Читаем учебник "Физика в средней школе" (АксеновичЛА, РакинаНН, ФариноКС) rfpro.ru/d/13179.pdf (ссылка) , где на странице 35 выведен закон Гука: "Сила упругости возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна абсолютному удлинению тела…"
Fx = -k·х . Здесь Fx - проекция силы на ось Ох, k - жёсткость пружины, х - абсолют-удлинение.

Применительно к нашей задаче этот закон выглядит так:
m·g = k·(L1 - L0) , тут k = 200 Н/м, m = 1,2 кг, g = 10 м/с2, L1, L0 длины растянутой и НЕрастянутой пружины соответственно.

В воде на брусок объёмом V и плотностью X действует выталкивающая сила ρ·g·V воды с плотностью ρ = 1000 кг/м3 .
m·g - ρ·g·V = k·(L2 - L0) , поэтому длина L2 = L1 - 0,04 м растянутой пружины стала меньше.
Для уменьшения кол-ва уравнений в системе заменяем V на m/X . Но всё равно у нас остаётся 3 неизвестных. Математика требует, чтоб число уравнений было равно числу неизвестных. Где взять недостающее уравнение?

Нехват данных компенсируем фантазией, задаём фикцию, будто исходная длина пружины L0 = 0,1 м. И эта импровизация возвращает Успех : Фокус текущей задачи в том, что Ответ X = 1,5 г/см3 НЕ зависит от исходной длины НЕрастянутой пружины!
Решать систему уравнений Вы можете любым удобным Вам способом (в тч используя OnLine-решатели). Я люблю вычислять в популярном приложении Маткад (ссылка2) . Маткад избавляет меня от ошибок. Маткад-скриншот с Решением прилагаю. Я добавил в скрин подробные комментарии зелёным цветом.
Konstantin Shvetski

Модератор

ID: 226425

323986

= общий =    08.01.2022, 13:39
Напишу сегодня к вечеру
=====
С уважением, shvetski
eprstklmn2

Посетитель

ID: 405707

324018

= общий =    10.01.2022, 10:00
Спасибо Вам за работу с моим вопросом!
Konstantin Shvetski

Модератор

ID: 226425

324019

= общий =    10.01.2022, 10:04
На здоровье.
Заходите ещё smile
=====
С уважением, shvetski
Анатолий

Посетитель

ID: 400728

324048

= общий =    11.01.2022, 12:38
Стесняюсь спросить: что означает в нике первые 5 букв - eprst... ?
Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

ID: 259041

324050

= общий =    11.01.2022, 12:52
Вероятно, "eprstklmn2" - это международный транслит с русского Опрст-ёклмн версии N2 smile
Возможность оставлять сообщения в мини-форумах консультаций доступна только после входа в систему.
Воспользуйтесь кнопкой входа вверху страницы, если Вы зарегистрированы или пройдите простую процедуру регистрации на Портале.