, где сила Архимеда , ρ₁ - плотность воды, V₁ - объем погруженной части тела, P - вес тела.
Для одной льдины закон Архимеда:
(1) , здесь ρ₁ - плотность воды, m₂ - масса льда, ρ₂ - плотность льда, S - площадь горизонального сечения льдины, h₁ - глубина погружения льдины в воду, h - высота льдины.
Отсюда: (2) см
Для льдины с медным кубиком:
(3) , m₂ - масса льда, m₃ - масса медного кубика, h₂ - глубина погружения льдины в воду с установленным медным кубиком.
Подставляем сюда вместо m₂ выражение 1, получаем:
(4) , где h₂-h₁ =Δh
Теперь запишем закон Архимеда для льдины с железным кубиком:
, m₂ - масса льда, m₄ - масса железного кубика, H - глубина погружения льдины в воду с установленным железным кубиком.
Подставляем сюда выражение 1:
(5) .
Выразим массу железного кубика через массу медного:
, a - длина ребра куба, ρ₄ - плотность железа.
, тогда:
(6)
Подставляя (6), (4) в (5):
Упрощая это выражение и подставляя из (2) значение h₁:
Но за это время груз движется только вперед, но он еще возвращается обратно в исходное положение, движется назад, и затем снова возвращается в исходную. Чтобы найти период колебания, нужно умножить это время на 4.
Т=0,03*4= 0,12 с
Находим частоту: 1/Т=1/0,12= 8,3 Гц
Диапозон звуковых частот: 20-20000 Гц
Если жесткость будет 10^4 раз больше:
10.000x=0,001a x/a=10.000.000 t^2=0,0000001 t=0,0003 T=0,0003*4=0,0012 1/T=833 Гц То есть, звук услышим.
57,5 см
Объяснение:
Закон Архимеда:
Для одной льдины закон Архимеда:
(1)
, здесь ρ₁ - плотность воды, m₂ - масса льда, ρ₂ - плотность льда, S - площадь горизонального сечения льдины, h₁ - глубина погружения льдины в воду, h - высота льдины.
Отсюда: (2)
см
Для льдины с медным кубиком:
(3)
, m₂ - масса льда, m₃ - масса медного кубика, h₂ - глубина погружения льдины в воду с установленным медным кубиком.
Подставляем сюда вместо m₂ выражение 1, получаем:
(4)
, где h₂-h₁ =Δh
Теперь запишем закон Архимеда для льдины с железным кубиком:
Подставляем сюда выражение 1:
(5)
.
Выразим массу железного кубика через массу медного:
(6)![m_4 = 8 \frac{\rho_4}{\rho_3} m_3 \simeq 7 m_3](/tpl/images/1063/5285/e2584.png)
Подставляя (6), (4) в (5):
Упрощая это выражение и подставляя из (2) значение h₁: