Xác định sự phụ thuộc của áp suất nước lên đáy bình theo thời gian và tốc độ di chuyển của chiếc cốc so với bình khi nến đang cháy?
Có thể xác định áp suất tác dụng lên đáy bình thông qua xác định mực nước trong bình h.
Do nến cháy đều nên trọng lượng của nến sau mỗi đơn vị thời gian ( phút ) giảm đi một lượng là:
∆P = = = 0,01 N/phút
+ Tại thời điểm t ( tính theo phút ) kể từ thời điểm bắt đầu đốt nến ta có:
Tổng trọng lượng của nến và cốc là: P = P1 + ( Po - ∆P.t )
+ Lực đẩy Acsimet tác dụng lên cốc nến luôn cân bằng với trọng lượng của nó ở thời điểm bất kì do đó thể tích nước bị cốc chiếm chỗ ( phần chìm của cốc trong nước ) là:
V = = - . t = h1.S1 - . t
Mực nước trong cốc: h = = = = h2 - . t = ( 8 - 0,02t ) cm
Áp suất của nước lên đáy bình:
A = hdn = h2dn - . t= 0,08.104 - . t = ( 800 - 2t ) ( N/m2)
( t tính theo phút )
+ Tốc độ di chuyển của cốc trong khi nến cháy:
Thời điểm ban đầu, đáy cốc cách đáy bình là: yo = h2 – h1 = 4cm
Tại thời điểm t ( phút ) đáy cốc cách mặt nước là: a = = h1 – . t và cách đáy bình là:
y = h – a = h –( h1 – . t ) = h2 – h1 - . t + . t
= yo + . t
Như vậy cốc di chuyển đều cách xa dần đáy bình. Tại thời điểm nến cháy hết ( t = T = 50 phút ) thì đáy cốc cách đáy bình là: y = yc = 5cm. Vậy tốc độ di chuyển của cốc so với bình là: v = = = 0,02 cm/phút