20 за ответ 2. на вертикальной оси закреплён горизонтально расположенный диск с отверстием. данная система вращается с частотой n = 12 об/мин. металлический шарик расположили на высоте h относительно поверхности этого диска и отпустили в тот момент, когда угол ϕ между плоскостями, проходящими через ось системы и центром шарика с одной стороны и центром отверстия в диске с другой, был равен 17°30’. шарик пролетел через отверстие в диске. определить высоту h. сопротивлением воздуха пренебречь, ускорение свободного падения g = 9,815 м/с2. сделать рисунок. желательно сделать рисунок.

Вес пустого ведра массой 1,5 кг:

             P = mg = 1,5 · 10 = 15 (H)

Если не учитывать сопротивление воды при подъеме ведра, то до поверхности воды подъем ведра будет происходить, если к нему приложить силу, большую, чем 15 Н

Возможно небольшое уменьшение этого значения за счет выталкивающей силы, действующей на ведро в воде:

             F(a) = ρ(в)gV

Объем железа, из которого изготовлено ведро:

             V = m/ρ = 1,5 : 7800 ≈ 0,0002 (м³)

Тогда:

             F(a) = 1000 · 10 · 0,0002 = 2 (H)

Таким образом, для подъема ведра в воде до ее уровня нужно приложить силу, большую, чем:

             F = P - F(a) = 15 - 2 = 13 (H)

Объем ведра (удивительно маленький, кстати...)) - Обычно это 10-12 л., или 10000 - 12000 см³) не влияет на величину выталкивающей силы, так как внутри ведра находится та же вода, что и снаружи, и выталкивающая сила, действующая на весь объем ведра, равна весу воды в этом объеме, то есть весу воды, набранной в ведро..))

Как только край ведра поднимется над уровнем воды, для его дальнейшего подъема придется увеличить приложенную к ведру силу на величину веса воды, поднятой над уровнем воды в колодце.

При полном выходе ведра из воды сила, необходимая для подъема ведра будет складываться из веса самого ведра и веса набранной в него воды:

F = P+P(в) = 15+10 = 25 (Н) - если объем ведра 1 л., или 1000 см³

F = P+P(в) = 15+100 = 115 (Н) - если объем ведра 10 л., или 10 000 см³  

Полученные значения силы достаточны для удержания ведра на весу. Для его подъема сила должна превышать эти значения.

-------------

PS. Масса 1 л. пресной воды:

        m = ρ(в)V = 1000 · 0,001 = 1 (кг)