Деревянный параллелепипед массой 1.3 кг с площадью основания 0.05
м2 плавает на поверхности воды (плотность воды – 1000 кг/м3). Его слегка
утапливают и резко отпускают. Определите период колебания (в с) колебания
параллелепипеда. Ускорение свободного падения 10 м/с2. Ответ округлите до сотых.
Answers & Comments
На поплавок действуют сила тяжести, направленная вниз, и сила Архимеда, направленная вверх. Напишем уравнение движения по второму закону Ньютона: , где - ускорение поплавка по вертикали, . Сила Архимеда равна весу воды вытесенной погруженной частью поплавка, т.е. . Отсюда . Так как в покое сила Архимеда и сила тяжести уравновешиваются, , то . Выражаем ускорение: . Это является уравнением колебаний с собственной частотой . Осюда период колебаний: с.