В сосуд с водой на нити опущено тело. Найдите плотность тела ρт, высоту тела l, уровень воды h в сосуде с погруженным телом, уровень воды h0 в сосуде, когда тело находится вне жидкости. Оборудование. Сосуд с водой, динамометр, миллиметровая бумага, линейка. Плотность воды ρ = 1000 кг/м3. Глубина сосуда H = 32 см.
Решение:
Рис. 1. Прикрепим верхний конец нити к динамометру и будем медленно поднимать тело из воды. Построим график зависимости силы (рис. 1), измеренной динамометром, от координаты z верхнего конца нити. Координату z отсчитываем от крышки «черного сосуда». Из графика видно, что тело имеет цилиндрическую форму, причем в положении z2 тело полностью погружено, а в положении z3 тело находится в воздухе. Отсюда можно определить искомые величины: h0 = z3 – z1, l = H – (z4 – z1), h = l + (z2 – z1).
Из закона Архимеда F1 = ρgV – ρтgV, F2 = ρтgV находим ρт = ρF2/(F2 – F1).
Задание 2
Электрическая лампочка мощностью 60 Вт опущена в прозрачный калориметр, содержащий воду массой 600 г. За 5 мин вода нагрелась на 4 °С. Какую часть энергии, потребляемой лампой, калориметр пропускает наружу в виде излучения?
Задание 3
Локомотив находился на расстоянии 400 м от светофора и имел скорость 54 км/ч, когда началось торможение. Определить положение локомотива относительно светофора через 1 мин после начала торможения, если он двигался с ускорением 0,3 м/с2.
Задание 4
Сосуд с водой при температуре 10 °С поставили на электроплитку. Через 10 мин вода закипела. Через какое время в сосуде полностью испарится вода?
Задание 5
Тело движется по прямой с ускорением a = 0,5 м/с2. Начальная скорость тела vo = −5 м/с, начальная координата равна xo = 2 м. Записать уравнение движения, скорости. Определить время движения тела до остановки и путь, пройденный телом до остановки. Построить график зависимости скорости от времени.