«Квант» — научно-популярный физико-математический журнал (издаётся с 1970 года)
Старый сайт журнала: kvant.ras.ru

Задача Ф32

Условие задачи (1970, № 6) Задача Ф32 // Квант. — 1970. — № 6. — Стр. 27; 1971. — № 2. — Стр. 34—35.

На поверхности воды плавает деревянный брусок квадратного сечения. Какое из двух положений равновесия, показанных на рисунке 1, будет устойчивым? Плотность материала, из которого сделан брусок, равна половине плотности воды.


Решение задачи (1971, № 2) Задача Ф32 // Квант. — 1970. — № 6. — Стр. 27; 1971. — № 2. — Стр. 34—35.

Система, предоставленная самой себе, всегда занимает такое положение, при котором её центр масс находится в наинизшем положении. Так как плотность материала бруска равна половине плотности воды, то в воду в обоих слуҹаях погружена половина кубика и центры тяжести кубиков находятся на одинаковой высоте. Иное дело с центром тяжести воды. При погружении бруска мы перемещаем на поверхность ту воду, место которой занимает погружённая часть бруска. В первом случае центр масс вытесненного объёма воды находится на расстоянии $0{,}25a$‍ от её поверхности, а во втором — на расстоянии, равном $\dfrac13\,\dfrac{a\sqrt2}2=\dfrac16a\sqrt2\approx0{,}23a$‍,‍ где $a$‍ — ребро бруска. Это означает, что во втором случае изменение потенциальной энергии воды при погружении кубика меньше, чем в первом. Поэтому во втором случае меньше и потенциальная энергия воды. Это означает, что брусок будет плавать в положении II.

Рис. 7
Рис. 7

Метаданные Задача Ф32 // Квант. — 1970. — № 6. — Стр. 27; 1971. — № 2. — Стр. 34—35.

Предмет
Физика
Номера

1970. — № 6. — Стр.  [условие]

1971. — № 2. — Стр.  [решение]

Описание
Задача Ф32 // Квант. — 1970. — № 6. — Стр. 27; 1971. — № 2. — Стр. 34‍—‍35.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/f32/