Движение на обоих участках было равномерным, поэтому найти время \(t_1\) и \(t_2\) не составит труда.
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{\upsilon _1}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{{{S_2}}}{{{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Так как участки равны по величине \(S_1=S_2=\frac{1}{2}S\), и скорость на первой участке больше скорости на втором в два раза \(\upsilon_1=2\upsilon_2\), то:
На тіло діє сила Архімеда, яка рівна силі тяжіння, оскільки тіло знаходиться у рівновазі, це і є вага витісненої рідини, тому сила, з якою посудина тисне на важіль і є сумі сили тяжіння, що діє на посудину і силі, що діє на кубик. F=mg+3mg=4mg.Вода піднімається однаково по всій площі посудини, а тому центр мас цієї посудини знаходиться на відстані 2L від опори, де L- довжина одного сектора важеля. Центр мас важеля розташований у геометричному центрі важеля, тобто на відстані L від опори. Момент сили F- М1=4mg*2L, а момент сили тяжіння, що діє на важіль- М2=МgL. Оскільки важіль перебуває у рівновазі, то моменти сил, що обертають важіль за та проти годинникової стрілки- рівні. Тому прирівняємо їх. МgL=4mg*2L, тому М=8m=8*1кг=8 кг
Среднюю скорость катера можно сосчитать по формуле:
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{{{S_1} + {S_2}}}{{{t_1} + {t_2}}}\]
Движение на обоих участках было равномерным, поэтому найти время \(t_1\) и \(t_2\) не составит труда.
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{{{S_1}}}{{{\upsilon _1}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{{{S_2}}}{{{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Так как участки равны по величине \(S_1=S_2=\frac{1}{2}S\), и скорость на первой участке больше скорости на втором в два раза \(\upsilon_1=2\upsilon_2\), то:
\[\left\{ \begin{gathered}
{t_1} = \frac{S}{{2{\upsilon _1}}} = \frac{S}{{4{\upsilon _2}}} \hfill \\
{t_2} = \frac{S}{{2{\upsilon _2}}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]
Подставим выражения для времен \(t_1\) и \(t_2\) в формулу средней скорости.
\[{\upsilon _{ср}} = \frac{S}{{\frac{S}{{4{\upsilon _2}}} + \frac{S}{{2{\upsilon _2 = \frac{S}{{\frac{{3S}}{{4{\upsilon _2 = \frac{{S \cdot 4{\upsilon _2}}}{{3S}} = \frac{{4{\upsilon _2}}}{3}\]
Значит необходимая нам скорость \(\upsilon_2\) определяется по такой формуле.
Відповідь:
М=8 кг
Пояснення:
На тіло діє сила Архімеда, яка рівна силі тяжіння, оскільки тіло знаходиться у рівновазі, це і є вага витісненої рідини, тому сила, з якою посудина тисне на важіль і є сумі сили тяжіння, що діє на посудину і силі, що діє на кубик. F=mg+3mg=4mg.Вода піднімається однаково по всій площі посудини, а тому центр мас цієї посудини знаходиться на відстані 2L від опори, де L- довжина одного сектора важеля. Центр мас важеля розташований у геометричному центрі важеля, тобто на відстані L від опори. Момент сили F- М1=4mg*2L, а момент сили тяжіння, що діє на важіль- М2=МgL. Оскільки важіль перебуває у рівновазі, то моменти сил, що обертають важіль за та проти годинникової стрілки- рівні. Тому прирівняємо їх. МgL=4mg*2L, тому М=8m=8*1кг=8 кг