Đáp án:a. h= 4cm
b.$H_0 \ge $ 6cm
Giải thích các bước giải:
Gọi h là khoảng cách từ điểm B đến mặt nước
Công của trọng lực thực hiện trong cả quá trình có độ lớn là
$A = P(H_0 + L + h)$
Mà trọng lượng của thanh :
$P = d.S.L$
- Khi thanh bắt đầu chuyển động cho đến khi đầu trên chạm mặt nước, thanh đi được một đoạn là $H_0 $
$ \Rightarrow $ Công trong giai đoạn này là: $A_1 = F_A .H_0 = d_0 .S.L.H_0 $
- Khi đầu trên của thanh sắt bắt đầu nhô khỏi mặt nước thì lực acsimet giảm dần đến bằng 0 cho tới khi đầu dưới lên khỏi mặt nước. Quãng đường đi trong giai đoạn này là L
Vậy $A_2 = {1 \over 2}d_0 .S.L^2 $
Công của lực đẩy acsimet trong toàn bộ quá trình:
$A_A = A_1 + A_2 = d_0 .S.L.H_0 + {1 \over 2}d_0 .S.L^2 $
Theo định luật bảo toàn năng lượng: $A = A_A $
$A = P(H_0 + L + h)$= $d_0 .S.L.H_0 + {1 \over 2}d_0 .S.L^2 $
$ \Rightarrow h = {{2d_0 .H_0 + d_0 .L - 2dH_0 - 2dL} \over {2d}} = H_0 {{d_0 - d} \over d} - L{{2d - d_0 } \over {2d}}$
Thay số: h= 4cm
Để thanh ra khỏi mặt nước thì h$ \ge $0
$H_0 {{d_0 - d} \over d} - L{{2d - d_0 } \over {2d}}$
$H_0 \ge {{L.(2d - d_0 )} \over {2(d_0 - d)}}$
Thay số $H_0 \ge $ 6cm
