При погружении на брусок действует выталкивающая архимедова сила Fа, уравновешивающая силу веса бруска G = mg (m - масса бруска, g - ускорение свободного падения). Архимедова сила равна весу вытесненной бруском жидкости:
Fa = ro * g * S * h/3 (S - площадь поперечного сечения бруска, ro - плотность жидкости, h - высота бруска). Итак:
mg = ro * g * S * h/3
или
m = ro * S * h/3 (1)
Если плотность в три раза меньше, то получим
m = ro/3 * S * hнов (2)
где hнов - глубина погружения бруска в менее плотной жидкости
Приравняем правые части уравнений (1) и (2)
ro * S * h/3 = ro/3 * S * hнов
сократим на ro, S, 1/3 и получим, что
hнов = h.
Брусок погрузится полностью
дано: t=3с g=10м/с^2 v=10 м/с
наити: h-?
тело сначала поднялось на максимальную высоту и потом упало на крышу
cледовательно высота крыши равна разности высоты поднятия и высоты падения
т.е. h=h1-h2
т.к. когда оно начало падать начальная скорость равно 0
то v=gt2 (t2-время падения на крышу) следовательно t2=v/g=10/10=1 c
тогда высота с которой тело упало на крышу равна h2=gt2^2/2=10*1^2/2=5 м ( т.к. начальная скорость при падении равна 0)
когда тело поднималось высота на которую оно поднялось равно h1=v0t1-gt1^2/2 (т.к. тело поднималось и ускорение направлено противоположно скорости)
при этом конечная скорость равна 0 , т.е. 0=v0-gt1 v0=gt1
время которое тело поднималось равно t1=t-t2= 3-1= 2 c
тогда v0=10*2=20 м/с
следовательно h1=v0t-gt^2/2=20*2-10*2^2/2=40 - 20 = 20 м
подставив все в формулу h=h1-h2 получим:
h=h1-h2=20-5=15 м