ВсОШ 2004, Зонален етап, 9–11 клас — Задача 10.1. Поршень на пружине

XXXVIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Окружной этап. Теоретический тур

Условие

Отверстие в дне сосуда закрыто поршнем, состоящим из цилиндра длиной LL и радиусом RR и полусферы того же радиуса (рис. 4). Поршень может перемещаться вертикально без трения. Пружиной жесткостью kk поршень прикреплен к неподвижному основанию. В сосуд наливают жидкость плотностью ρ\rho, после чего верхняя точка поршня оказывается на глубине hh под поверхностью воды, а толщина слоя воды в сосуде HH. На какое расстояние xx переместится поршень по сравнению с его положением в пустом сосуде?

Сосуд с жидкостью на заштрихованном основании; в отверстии дна — поршень (цилиндр с полусферой сверху), снизу прикреплённый пружиной к неподвижному основанию. Обозначены: H — толщина слоя жидкости, h — глубина верхней точки поршня под поверхностью, L — длина цилиндра.
Рис. 4

Примечание. Объем шара V=4πR3/3V = 4\pi R^3/3.

Отговори

Решение


Оригинал в Архива: ok04T.pdf