问题
问答题
一个体积为V的实心长方体,放入水里,静止时长方体能浮在水面.现将它露出水面的部分切去,再把它剩余部分放入水里.若要求长方体剩余部分静止时,露出水面的体积V’与长方体的体积V的比值为最大,则长方体的密度为多少?
答案
设体积为V的实心体静止在水面时,水下体积为V1,实心体密度为ρ1;
根据浮力公式,F浮=G排=ρ水V排g;
得出等式 ρ1Vg=ρ水V1g;
即V1=ρ1V ρ水
削掉浮出水面部分后,浮在水面的体积为V',即水下部分为V1-V'
根据浮力公式得出以下等式:ρ1V1g=(V1-V')ρ水g
即 V'=(1-
)V1;ρ1 ρ水
要
最大,把各个数值代入即V′ V
最大,设(1-
)ρ1ρ1 ρ水 ρ水
=X; Y=(1-X)X最大,ρ1 ρ水
得X=
,即1 2
=ρ1 ρ水
;1 2
ρ1=
ρ水.1 2
所以,当实心体密度等于
水密度时,1 2
最大.V′ V