Физика. 10 класс Тонкостенный стакан вместительностью 300 см кубических и массой 100...

Question

Физика. 10 класс
Тонкостенный стакан вместительностью 300 см кубических и массой 100 грамм погружают в воду, держа его вверх дном. На какой глубине он перестанет всплывать и начнет погружаться? Атмосферное давление 100 КПа. Изменением температуры пренебречь

Answer 1

Внутри стакана находится газ, который в процессе погружения, притерпевает изотермическое сжатие. На основании формлуы Менделеева-Клапейрона 
PаV = (Pa+pgh)V', т.е. газ сожмётся до объёма V', остальную часть скана заполнит вода, которую мы из рассмотрения исключаем.
Условие того, что стакан не всплывёт:
pgV' ≤ mg ⇒  pV' ≤ m ⇒  V' ≤ m/p ⇒  PаV = (Pa+pgh)V' ≤  (Pa+pgh) m/p ⇒ 

Pa(V - m/p) ≤ mgh ⇒ h ≥  Pa(V - m/p)/mg   > 20.40 => h >  20.40