1) Канистра, полностью заполненная бензином, имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Длина канистры 40см, высота 50см, ширина - 20см. Масса пустой канистры 700г. Найдите общий вес бензина и канистры.
2) Найдите массу груза, если к пружине, жесткость которой 500 Н/м, подвесили груз. В положении равновесия удлинение пружины равно 4см.
Answers & Comments
→ Задача #1
Дано:
Длина:
см =
м.
Высота:
см =
м.
Ширина:
см =
м.
Масса канистры:
г =
кг.
Найти нужно общий вес бензина и канистры:![m\; - \;? m\; - \;?](https://tex.z-dn.net/?f=m%5C%3B%20-%20%5C%3B%3F)
Решение:
1. Найдём объём канистры:![V_2 = ldh. V_2 = ldh.](https://tex.z-dn.net/?f=V_2%20%3D%20ldh.)
2. Используя объём канистры, предполагая, что бензин занимает его полностью, и найдя плотность бензина в таблице плотностей:
кг/м³, можем найти массу бензина: ![m_2 = \rho_2V_2. m_2 = \rho_2V_2.](https://tex.z-dn.net/?f=m_2%20%3D%20%5Crho_2V_2.)
3. Общая масса бензина с канистрой:![m = m_1 + m_2. m = m_1 + m_2.](https://tex.z-dn.net/?f=m%20%3D%20m_1%20%2B%20m_2.)
4. Вес, в данной задаче равный силе тяжести, находим по формуле:
где
м/с² - ускорение свободного падения.
5. Объединяем всё вышенаписанное в одну формулу:![P = (m_1 + m_2)g = (m_1 + \rho_2V_2)g = (m_1 + \rho_2ldh)g. P = (m_1 + m_2)g = (m_1 + \rho_2V_2)g = (m_1 + \rho_2ldh)g.](https://tex.z-dn.net/?f=P%20%3D%20%28m_1%20%2B%20m_2%29g%20%3D%20%28m_1%20%2B%20%5Crho_2V_2%29g%20%3D%20%28m_1%20%2B%20%5Crho_2ldh%29g.)
Численно получим:
Ответ: 291 Н.
→ Задача #2
Дано:
Жёсткость пружины:
Н/м.
Удлинение пружины:
см =
м.
Найти нужно массу груза:![m\; - \;? m\; - \;?](https://tex.z-dn.net/?f=m%5C%3B%20-%20%5C%3B%3F)
Решение:
0. Сделаем небольшой рисунок, чтобы увидеть, как и какие силы действуют на груз.
1. Распишем второй закон Ньютона для данного рисунка:
где
м/с² - ускорение свободного падения.
2. В проекции на ось Оу (1) перепишется так:![F_{ynp} - mg = 0\;\Longleftrightarrow\; F_{ynp} = mg. F_{ynp} - mg = 0\;\Longleftrightarrow\; F_{ynp} = mg.](https://tex.z-dn.net/?f=F_%7Bynp%7D%20-%20mg%20%3D%200%5C%3B%5CLongleftrightarrow%5C%3B%20F_%7Bynp%7D%20%3D%20mg.)
3. Вспоминаем классическую формулу для силы упругости:![F_{ynp} = k\Delta l. F_{ynp} = k\Delta l.](https://tex.z-dn.net/?f=F_%7Bynp%7D%20%3D%20k%5CDelta%20l.)
4. Объединяем (2) и (3):![k\Delta l = mg. k\Delta l = mg.](https://tex.z-dn.net/?f=k%5CDelta%20l%20%3D%20mg.)
5. Выразим массу из (4):![m = \dfrac{k\Delta l}{g}. m = \dfrac{k\Delta l}{g}.](https://tex.z-dn.net/?f=m%20%3D%20%5Cdfrac%7Bk%5CDelta%20l%7D%7Bg%7D.)
Численно получим:
Ответ: 2 кг.