均匀细长棒AB,其质量为m,A端用细线悬挂起来且悬线竖直,B端无阻碍地斜向浸没在水池中,当它稳定静止时,棒被浸没部分的长度是全长的3/5,如图所示,求棒的密度是多少?

问题描述:

均匀细长棒AB,其质量为m,A端用细线悬挂起来且悬线竖直,B端无阻碍地斜向浸没在水池中,当它稳定静止时,棒被浸没部分的长度是全长的

3
5
,如图所示,求棒的密度是多少?

设棒的体积为V.
由题意知,棒受的力有重力、浮力和拉力.
以A端为支点,设重力的力臂为

L
2
,则浮力的力臂为L-
3
5
×
1
2
L=
7
10
L
根据杠杆的平衡条件:
F
7
10
L=G•
L
2

即:ρg
3
5
V•
7
10
L=ρgV•
L
2

代入数据得:1.0g/cm3×g×
3
5
V×L=ρ×g×V×
1
2
L
解得:ρ=0.84g/cm3
答:棒的密度为0.84g/cm3