均匀铁链条的一端系着质量M=22.8Kg,直径D=0.4m的实心球,另一端空着。链条长L=3.4m,质量m=15.6Kg,带有链条的球浸没在水池里,如图所示,球的体积公式为V=πD3/6,本题中设π=3.当球平衡时,球心离池底的距离是多少?(不考虑铁链受到的浮力,g取10N/kg
解析:
球的体积:
V球0.032m3,
球受到的浮力:
F浮=ρgV球=320N,
球的重力:
G球=m球g=22.8kg×10N/kg=228N,
悬起铁链向下的力:
G悬=F浮﹣G球=92N。
链条的重力:
G链条=mg=15.6kg×10N/kg=156N,
悬起铁链与总铁链向下的力之比,也等于悬起铁链与总铁链的长度之比:
L悬:L链条=G悬:G链条=92N:156N
L链条=3.4m
L悬=3.4m2m
L球心离池底=L悬2m+0.2m=2.2m。
故,当球平衡时,球心离池底的距离约为2.2m。
微信扫码关注三人行问答社区 公众号