Юный экспериментатор Алексей решил сварить варенье из абрикосов и первым делом начал готовить сироп. Для этого он насыпал сахар в кастрюлю с водой и начал перемешивать её
содержимое. В процессе перемешивания он определял плотность полученного сиропа
с ареометра (это прибор для измерения плотности). Затем по результатам
проведённых измерений Алексей построил график зависимости плотности сиропа от
времени перемешивания.
Косточка абрикоса имеет плотность 1300 кг/м?, а плотность мякоти абрикоса 1050 кг/м.
Объём косточки в 1,5 раза меньше объёма мякоти. Напишите полное решение этой задачи.
1) Определите по графику, какую плотность имел сироп через 10 минут после начала
перемешивания.
2) Через какое время после начала перемешивания абрикосы перестанут тонуть в сиропе,
если их туда добавить? ответ округлите до целого.​

Объяснение:

1. Дано:

m = 600 кг

α = 20°

F - ?

Согласно первому и второму закону Ньютона

( При v = const ( следовательно а = 0 м/с² ) )

F - mgsinα = 0 ( Докажите самостоятельно )

F = 600 * 10 * sin20° ≈ 2050 Н

2. Дано:

m = 10 кг

а = 2,5 м/с²

Р - ?

Согласно второму закону Ньютона

ma = N - mg

Где N - сила реакции опоры

N = m( g + a )

Но P = | N | , При N > 0 Н

Р = m( g + a )

P = 10( 10 + 2,5 ) = 125 Н

3. Дано:

h = 40 м

L = 400 м

μ = 0,05

v - ?

Согласно ЗСЭ

mgh = ( mv² )/2 + Aтр.

mgh = ( mv² )/2 + Fтр.L

mgh = ( mv² )/2 + μNL

Согласно первому и второму закону Ньютона

N - mgcosα = 0 ( Докажите самостоятельно )

Где α - угол наклона наклонной плоскости ( относительно горизонта )

Отсюда

N = mgcosα

mgh = ( mv² )/2 + μmgcosαL

При v << c следовательно m = const

gh = v²/2 + μgcosαL | * 2

2gh = v² + 2μgcosαL

v = √( 2gh - 2μgcosαL )

v = √( 2g( h - μcosαL ) )

Согласно теореме Пифагора и базовым понятием тригонометрии

cosα = √( L² - h² )/L ( Докажите самостоятельно )

Тогда

v = √( 2g( h - ( μL√( L² - h² ) )/L ) )

v = √( 2g( h - μ√( L² - h² ) ) )

v = √( 2 * 10( 40 - 0,05√( 400² - 40² ) ) ) ≈ 20 м/с

4. Дано:

m = 50 кг

R = 4 м

v = 6 м/с

P - ?

Согласно второму закону Ньютона

При прохождении среднего положения равновесия ( низшей точки траектории )

maцс. = mg - N

N = m( aцс. + g )

При aцс. = v²/R

N = m( v²/R + g )

Р = | N | , Т.к. N > 0 Н

Р = m( v²/R + g )

Р = 50( 6²/4 + 10 ) = 950 Н

Применение сообщающихся сосудов

Устройство водопровода.
На башне устанавливается большой бак с водой (водонапорная башня). От бака идут трубы с целым рядом ответвлений, вводимых в дома. Концы труб закрываются кранами. У крана давление воды, заполняющей трубы, равно давлению столба воды, имеющего высоту, равную разности высот между краном и свободной поверхностью воды в баке. Так как бак устанавливается на высоте десятков метров, то давление у крана может достигать нескольких атмосфер. Очевидно, что давление воды на верхних этажах меньше давления на нижних этажах.
Вода в бак водонапорной башни подается насосами
Водомерная трубка.
На принципе сообщающихся сосудов устроены водомерные трубки для баков с водой. Такие трубки, например имеются на баках в железнодорожных вагонах. В открытой стеклянной трубке, присоединенной к баку, вода всегда стоит на том же уровне, что и в самом баке. Если водомерная трубка устанавливается на паровом котле, то верхний конец трубки соединяется с верхней частью котла, наполненной паром.
Это делается для того, чтобы давления над свободной поверхностью воды в котле т в трубке были одинаковыми.
Фонтаны
Петергоф - великолепный ансамбль парков, дворцов и фонтанов. Это единственный ансамбль в мире, фонтаны которого работают без насосов и сложных водонапорных сооружений. В этих фонтанах используется принцип сообщающихся сосудов - учтены уровни фонтанов и прудов-хранилищ.