正方体木块漂浮在水面上,有总体积的1/5露出水面,不可伸长的悬绳处于松弛状态.已知绳子能承受的最大拉力
(1)设木块的密度为ρ木,体积为V木,由浮力公式可知
ρ木*V木*g = ρ水*(4/5)V木*g
可得:ρ木 = 0.8 * 10³ ㎏/m³
(2)设此时排开水的体积为V排
因为物体在断裂之前瞬间受力平衡可知
ρ木*V木*g = ρ水*V排*g + 5N
因为木块的边长 L=0.1m
可得:V排 = 0.0003m³
(3)在绳子断裂的一瞬间,木块有3/10的体积在水里,但是这并不能保持平衡
木块会下降,水面会上升,此时在水面之上木块有7/10的体积,即0.0007m³
根据题目可知,木块只有在露出水面2/10的体积时才会漂浮,即0.0002m³
因此中间有0.0005m³的体积要下沉
木块下沉0.0005m³,水就要上升0.0005m³,此时上升的底面积S = S容器 - S木块 = 0.02m²
所以上升高度为 h = 0.0005/0.02m = 0.025m
由于高度增加,由压强公式 P = ρ*g*h,可知:压强增加
增加了 P = ρ水*g*h = 250Pa
某绳索可承受7乘10的4次方拉力,能否用此绳将水中4立方米的石板吊出水面,如不能,最多让石块露出多少体积
绳索可承受7乘10的4次方(牛顿)的拉力。
4立方米的石板的重量:4×2.5×1000×10=10×10000(牛)
在水中需要绳索的拉力:4×2.5-1.5×1000×10=6×10000(牛)
最多让石块露出的体积为:4×[(7-6)÷(10-6)]=1(立方米)