Mikola verseny 1986., 3. forduló 9. osztály 4/a feladat (technikum)



Egy edény alján hengeres csőből készült nyílás van, amelyet egy szimmetrikusan elhelyezett korong fed le, megakadályozva a víz kiömlését az edényből. Ha az eredetileg magasan álló vizet szivornyával fokozatosan leszívjuk, egy bizonyos $h$ vízszintmagasságnál a korong megemelkedik, és a víz a csövön át hirtelen kizúdul.

$($Adatok: $\varrho_{\mathrm{víz}}=1000\ \mathrm{\displaystyle \frac{kg}{\ m^3}}$, $\varrho_{\mathrm{korong}}=600\ \mathrm{\displaystyle \frac{kg}{\ m^3}}$, $D=5\ \mathrm{cm}$, $a=2\ \mathrm{cm}$, $d=2\ \mathrm{cm}.)$

a)  Mekkora ez a vízszintmagasság?

A korong felső lapjától mért $3\ \mathrm{cm}$ magasságig csökkenthetjük a vízszintet a korong megemelkedése nélkül.

b)  Milyen sűrűségű anyagból készítsük a korongot, ha azt akarjuk, hogy semekkora vízszintmagasságnál se emelkedjék fel?

Legalább $840\ \mathrm{\displaystyle \frac{kg}{\ m^3}}$ korongsűrűség kell ahhoz, hogy a korong ne emelkedjék fel.