Mikola verseny 1993., 3. forduló 9. osztály gimnázium 4. feladat 17891



Egy zsineg egyik végéhez egy 1 literes vaskockát, a másik végéhez pedig egy vízzel megtöltött könnyű műanyag vödröt kötünk. A zsineget egy csigán átvetjük és a vaskockát az ábrán látható módon a vízbe lógatjuk. A rendszer ekkor egyensúlyban van.

a)  Hány liter víz van a vödörben?

$V=5,8\cdot 10^{-3}\ \mathrm{m^3}$

Tehát a vödörben $5,8\ \mathrm{liter}$ víz van.

b)  Mi történik, ha egy kevés vizet öntünk még a vödörbe?

Ha egy kevés vizet öntünk a vödörbe, a vödör lesüllyed, a vaskocka pedig fölemelkedik. Ha  a víz súlya nem nagyobb, mint a vaskocka súlya (tehát a "kevés víz" 2 liternél nem több), akkor a vaskocka nem tud teljesen kiemelkedni a folyadékból, hanem annak felszínén "úszik".

Tehát a vaskocka a víz felszínén úszik.

c)  Mi történik, ha egy kevés víz elpárolog a vödörből?

(Károlyházy Frigyes, Budapest)

Ha a vödörben - a párolgás miatt - 5,8 liternél kevesebb víz lesz, akkor a vaskocka lesüllyed a vízben, egészen a vödör fenekéig. Ott azután azért marad, egyensúlyban, mert a víz felhajtóerejének és a vödör feneke által kifejtett erőnek az összege éppen egyenlő a vaskockára ható nehézségi erővel.

Tehát a vaskocka lesüllyed a vödör aljára.