Feladat: 4672. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: könnyű
Megoldó(k):  Sallai Krisztina 
Füzet: 2015/május, 303. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Arkhimédész törvénye, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2014/november: 4672. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

 
Megoldás. a) Mindkét testre a nehézségi erő (G), a felhajtóerő (F) és a fonalat feszítő erő (K) hat (lásd az ábrát).
 
 

Az egész rendszer egyensúlyának feltétele:
Gfa+GAl=Ffa+FAl.
Az erők kifejezhetők a testek térfogatával és a sűrűségével, illetve a víz sűrűségével:
Vfaϱfag+VAlϱAlg=Vfaϱvízg+VAlϱvízg,
ahonnan a fagömb keresett térfogata:
Vfa=ϱAl-ϱvízϱvíz-ϱfaVAl=2,7-1,01,0-0,51,0dm3=3,4 dm3.  

b) A fonalat feszítő erőt az egyik gömb (mondjuk az alumíniumgömb) egyensúlyának feltételéből határozhatjuk meg:
GAl=FAl+K,
ahonnan
K=GAl-FAl=(ϱAl-ϱvíz)gVAl17N.