问题: 浮力问题
一个池子中,有一个物块一半浸入水中,物块密度为2*1000,高度为10厘米,并且上边有一弹簧拉着,伸长量为6厘米,当向池中加油【密度0.8*1000】使物块全部浸入,求其弹簧伸长量
答案是6.1厘米。急用,请帮忙,谢谢,如何判断此处弹力的方向以及物块多少部分在水中,多少部分在油中
解答:
加油后浮力增加,由于拉力等于重力减浮力,所以拉力减少,弹簧伸长量也减少,此时物块是要上升的,这就造成物块在水中的体积减少,水给物块的浮力一定减小了,这一点时必须考虑的。否则又问“物块多少部分在水中,多少部分在油中”就毫无意义了。
我的解法如下:
设物块的横截面积为S,弹簧系数为k,则物块的体积为10Scm3
加油前,G=F浮+F拉
2×1000×10×10S×0.000001=1×1000×10×5S×0.000001+6k
解得k=0.025S
加油后,设弹簧的伸长量减少了⊿Lcm,此时G=F浮水+F浮油+F拉1
2×1000×10×10S×0.000001=1×1000×10×(5—⊿L)S×0.000001+0.8×1000×10×(5+⊿L)S×0.000001+(6—⊿L)k
解得⊿L=1.5cm
弹簧的伸长量=(6—⊿L)=6—1.5=4.5cm
弹簧给物块弹力的方向是竖直向上的
物块在水中的高度为5—⊿L=3.5 cm,在油中的高度为5+⊿L=6.5 cm
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