Esercizio 94 sull’equilibrio dei fluidi – Esercizi svolti – FISICA

Una boa sferica di massa 10\: kg e raggio 30\: cm è legata all’estremità di una fune elastica, che ha l’altro capo fissato in fondo al mare (d=1018\: kg/m^3). La boa galleggia e il volume emerso è 1/6 del volume totale. La costante elastica della fune è 800\: N/m. Di quanto è allungata la fune rispetto alla sua lunghezza originaria?

SVOLGIMENTO

La forza che allunga la molla è la differenza tra la spinta di Archimede e la forza peso. Quindi, utilizzando tale forze insieme alla legge di Hooke, possiamo scrivere che

    \[F=\Delta x\cdot k\Rightarrow F_a-F_p=\Delta x\cdot k\]

    \[\Delta x={F_a-F_p\over k}={V\cdot d\cdot g-m\cdot g\over k}\]

    \[\Delta x={5/6\cdot 4/3\cdot \pi\cdot r^3\cdot d\cdot g-m\cdot g\over k}\]

    \[\Delta x={10/9\cdot \pi\cdot 0,3^3\: m^3\cdot 1018\: kg/m^3\cdot 9,81\: N/kg-10\: kg\cdot 9,81\: N/kg\over 800\: N/m}\approx 1,05\: m\]

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