Вечор, ты помнишь, вьюга злилась, На мутном небе мгла носилась; Луна, как бледное пятно, Сквозь тучи мрачные желтела, И ты печальная сидела — А нынче.. . погляди в окно: Под голубыми небесами Великолепными коврами, Блестя на солнце, снег лежит; Прозрачный лес один чернеет, И ель сквозь иней зеленеет, И речка подо льдом блестит. Вся комната янтарным блеском Озарена. Веселым треском Трещит затопленная печь. Приятно думать у лежанки. Но знаешь: не велеть ли в санки Кобылку бурую запречь? Скользя по утреннему снегу, Друг милый, предадимся бегу Нетерпеливого коняИ навестим поля пустые, Леса, недавно столь густые, И берег, милый для меня.
Дано L₁=20 см =0,2 м длина деревянного цилиндра; L₂=2,9 см=0,029 см длина выступающей над водой части деревянного цилиндра; ρ₁=800 кг/м³ плотность дерева ρ₂=2700 кг/м³ плотность алюминия ρ=1000 кг/м³ плотность воды Сообразим рисунок (рисунок 1). Итак чтобы составной цилиндр при плавал, необходимо, чтобы сила тяжести Mg уравновешивалась силой Архимеда . Обозначим площадь поперечного сечения S. Тогда в положении требуемого равновесия сила Архимеда. (1) где V₃ - Объем погруженной части составного цилиндра. Сила тяжести (2) Приравниваем правые части (1) и (2) и разрешаем полученное уравнение относительно x. (3) Подставляем числа в (3) м. Т.е. приблизительно 6,5 мм
P.S.Еще один момент. Для устойчивого вертикального плавания должно выполняться условие: центр плавучести (центр масс вытесненного объема воды должен быть выше, чем центр масс составного цилиндра) . Проверяем. У нас центр плавучести находится на уровне (L₁-L₂+x)/2=(0,171+0,0647)/2≈0,0887м от уровня воды. И на таком же расстоянии от нижнего торца h≈0,0887м=8,87 см. Положение центра масс составного цилиндра по быстрому определим так: Рассмотрим составной цилиндр в горизонтальном положении (рисунок 2)."Стянем" в точки своих центров масс z₁, z₂ деревянную и алюминиевую части, а затем найдем точку z₀ относительно которой моменты сил F1=m₁g и F2=m₂g , будут равны. Положение центра масс Z₁=x+L₁/2, соответственно Z₂=x/2 Тогда моменты относительно точки Z₀
z₀≈0,0963м=9,63 см от нижнего торца. Таким образом центр масс составного цилиндра оказался выше чем центр плавучести (z₀>h), а значит вертикальное положение будет неустойчивым. И при заданной высоте выступающей части строго вертикального плавания не получится