НЕСФ 2013, 9. клас — Задача 1. Уравновесяване на сили

Национално есенно състезание по физика, гр. Сливен, 16-17 ноември 2013 г. — Тема за 9. клас · 16 ноември 2013 г. · 10 т.

Условие

През неподвижна макара е прехвърлена нишка, към двата края на която са закачени плътни метални цилиндри с маса $m_1 = 2\ \mathrm{kg}$ и $m_2$. Системата е в равновесие, когато вторият цилиндър е изцяло потопен във вода (фиг. 1).

А) Определете силата $T$, с която нишката действа на втория цилиндър. [0,5 т.]

Б) Какви други сили действат на втория цилиндър? Направете чертеж. [1 т.]

В) Запишете условието вторият цилиндър да е в механично равновесие и определете неговата маса $m_2$. [3,5 т.]

Г) Към дъното на втория цилиндър прилепва парче лед. Сега системата е в равновесие, когато 1/9 от височината на цилиндъра се намира над водата (фиг. 2). Определете масата $m_3$ на парчето лед. [5 т.]

Данни: земно ускорение $g = 10\ \mathrm{m/s^2}$; плътност на водата $\rho_{\mathrm{в}} = 1000\ \mathrm{kg/m^3}$; плътност на леда $\rho_{\mathrm{л}} = 900\ \mathrm{kg/m^3}$; плътност на метала, от който е направен вторият цилиндър, $\rho_{\mathrm{м}} = 3000\ \mathrm{kg/m^3}$.

Решение

---

Оригинал в Архива: esenni_2013_9problems.pdf · официални решения: esenni_2013_9solutions.pdf