Question

К концу однородной палочки, имеющий массу 4г, подвешен на нити алюминиевый шарик радиусом 5мм. Палочку кладут на край стакана с водой, добиваясь равновесия при погружении в воду половины шарика. В каком отношении делится палочка точкой опоры? Плотность алюминия 2,7*10³ кг/м².
Решите пожалуйста.

Answer 1

Пусть длина конца палочки, свисающего наружу равна L1, а свисающего над стаканом - L2. Тогда m/(L1+L2) - масса палочки приходящаяся на единицу ее длины. Масса конца, свисающего вовнутрь - m*L2/(L1+L2), свисающего наружу - m*L1/(L1+L2). Из условия равновесия можем записать 
m*g*L1*L1/2*(L1+L2)=m*g*L2*L2/2*(L1+L2)+p(a)*Vш*g*L2-p(в)*Vв*g*L2 
m*L1^2/2*(L1+L2)=m*L2^2/2*(L1+L2)+p(a)*4*п*r^3*L2/3-p(в)*4*п*r^3*L2/6 
m*L1^2/2*(L1+L2)-m*L2^2/2*(L1+L2)=*4*п*r^3*L2(p(a)-p(в)/2)/3 
m*(L1-L2)(L1+L2)/2*(L1+L2)=4*п*r^3*L2(p(a)-p(в)/2)/3 
(L1-L2)/L2=8*п*r^3*(p(a)-p(в)/2)/3*m 
L1/L2=8*п*r^3*(p(a)-p(в)/2)/3*m+1=8*3,14*0,005^3*(2700-500)/3+1=1,002