Question

Помогите, пожалуйста, с такой задачей по физике.
Полиэтиленовая труба с наружним диаметром 450мм, внутренним диаметром 400мм, длинной 10 метров герметично запаяна с двух сторон. Вес одного метра трубы составляет 7,15 кг.
Вопрос: какой вес выдержит эта труба свободно положенная на воду до своего полного погружения?? Какова методика расчета??
Заранее благодарю.

Answer 1

Эта задача на применение закона Архимеда, в соответствии с которым (в данном конкретном случае) на тело, погруженное в жидкость, со стороны жидкости действует выталкивающая сила равная весу вытесненной воды.  Данная в задаче труба, полностью погруженная в воду, вытеснит воды (Vв), по объему, ровно столько, какой объем имеет эта труба (объем сплошного цилиндра диаметром 2R =450 мм =0,45 м   R=0,225 м, и длиной L= 10 м). Вес этой вытесненной воды (Fв) равен произведению плотности воды (рв) на объем вытесненной воды и на ускорение свободного падения (g). Т.е. Fв = рв*Vв*g. Объем вытесненной воды Vв = π*L*R² .  Выталкивающая (архимедова) сила будет действовать вертикально вверх, а вниз будет действовать вес самой трубы (Fт) и вес полезного груза (Fп), величину которого нам у нужно найти.  Вес трубы  F т = mт*g. Таким образом,   Fт + Fп = Fв.  Отсюда Fп = Fв – Fт = рв*Vв*g - mт*g = g(рв*Vв – mт) = g(рв*π*L*R² –mт) = 10(1000*3,1415926…*10*0,225² – 7,15) = 15832,8 Ньютона