Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Какую работу А совершил внук к моменту начала вытекания воды из

Условие

На даче у школьника на горизонтальном полу террасы стояла пластмассовая кубическая емкость для воды, иногда протекающей с крыши. Когда емкость заполнилась наполовину, дедушка попросил внука вылить воду из нее, наклонив вокруг одного из нижних ребер куба, чтобы вода переливалась через соседнее верхнее ребро. Какую работу А совершил внук к моменту начала вытекания воды из емкости, если процесс подъема был очень медленным, так что поверхность воды все время оставалась горизонтальной? Объем воды вначале был равен V=108л,V = 108л, квадратные стенки емкости и ее днище тонкие, однородные, массой m=4кгm = 4кг каждая (сверху емкость открыта).Сделайте рисунки с указанием положения центров масс воды, днища и стенок емкости до начала наклона емкости и в момент, когда вода начинает выливаться.

Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи.

Рисунок к задаче

Формат задания

Развёрнутый ответ: короткого ответа здесь нет — оценивается само рассуждение. Разбор откроется после входа.

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. Обоснование.1. Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной (ИС О).2. Будем считать, что в процессе медленного опрокидывания емкость с водой не приобретает кинетическую энергию, а работа A внука идет только на увеличение потенциальной энергии системы «емкость + вода».3. Воду будем считать несжимаемой жидкостью.4. Гравитационное поле Земли в пределах малого объема системы можно считать однородным, так что ее центр масс совпадает с центром тяжести.5. В однородном поле тяжести потенциальную энергию тела будем считать равной нулю на уровне пола террасы.

    Перейдем к решению. [рисунок]

Осталось ещё 6 шагов

  1. Для дальнейших расчетов необходимо определить…

  2. Согласно формуле для вычисления положения…

  3. В момент начала вытекания воды из емкости…

  4. При наклоне кубической емкости форма…

  5. Поле Земли можно считать однородным, и центры…

  6. Теперь можно найти работу школьника: A= A_i=…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Механика (расчетная задача высокого уровня с»