в подводной части судна образовалась пробоина площадью s=50 см в квадрате. пробоина находится ниже уровня воды на глубине h=3,0 м. определите минимальное значение силы необходимой для удержания заплаты, закрывающей пробоину с внутренней стороны судна
Дано:
dL1 = 0,8 см = 0,008 м
m1 = 4 кг
m2 = 20 кг
g = 10 м/с²
Найти:
dL2 = ?
Сила упругости Fупр. = -k*dL, возникающая в пружине динамометра, уравновешена с силой тяжести Fт = mg, действующей на прикреплённый к крюку груз. Т.е., согласно Третьему закону Ньютона:
Fупр. = - Fт
Модули сил будут равны:
Fупр. = Fт
Тогда
Fупр. = mg
Значит, мы можем узнать значение силы упругости и в случае груза, массой 4 кг, и в случае груза, массой 20 кг:
Fупр.1 = m1g
Fупр.2 = m2g
Далее приравняем жёсткости пружин, т.к. это единственная величина, которая не меняется. Затем выразим искомое dL2 и найдём его:
k = Fупр. / dL - берём модуль, поэтому без минуса
k = k
Fупр.1 / dL1 = Fупр. / dL2
m1g / dL1 = m2g / dL2
dL2 = m2g / (m1g / dL1) = (m2g*dL1) / m1g = (20*10*0,008) / 4*10 = 20*0,08 / 40 = 1,6 : 40 = 0,04 м = 4 см
ответ: 4 см.