На рисунке 14.9 представлена схема устройства башенного крана. С этого крана нужно поднять груз массой 5т.Плечо l1 силы тяжести F1 этого груза равно 15м.Масса стрелы крана 3т. Плечо l2 силы тяжести F2 стрелы крана равно 5м. Каким должно быть плечо l3 силы тяжести F3 грузапротивовеса массой 10т для равновесия крана. Решите через "Дано"

1) Равные объемы. V₀₁ = V₁+V₂ = 1 м³+1 м³ = 2 м³

   Масса сплава:

                 m₀₁ = m₁+m₂ = ρ₁V₁ + ρ₂V₂ = 10500 + 19300 = 29800 (кг)

   Плотность сплава:

                  ρ₀₁ = m/V = 29800:2 = 14900 (кг/м³)

2) Равные массы.  m₀₂ = m₁+m₂ = 1 кг + 1 кг = 2 кг

   Объем сплава:

                  V₀₂ = V₁+V₂ = m₁/ρ₁ + m₂/ρ₂ = 1/10500 + 1/19300 =

                                       = 9,5*10⁻⁵ + 5,2*10⁻⁵ = 1,47*10⁻⁴ (м³)

   Плотность сплава:

                  ρ₀₂ = m₀₂/V₀₂ = 2/(1,47*10⁻⁴) = 1,36*10⁴ (кг/м³) = 13600 (кг/м³)

ответ: 14900 кг/м³; 13600 кг/м³  

Для решения этой задачи необходимо знать плотность воды
ρв =1000 кг/м³
и плотность стали
ρс =7800 кг/м³
Определим объем воды, вытесненной 0.25 кг стальным шариком
mc= ρс·V
V= mc/ρс
Теперь определим массу воды, вытесненной шариком с этим объемом
mв= ρв·V
mв= ρв· mc/ρс
mв=0.032 кг
mв=32 г
По закону Архимеда в воде действует выталкивающая сила на стальной шарик равная весу вытесненной воды массой 32 г.
 По третьему закону Ньютона сила, действующая на шарик равна силе действующей со стороны шарика на стакан с водой.
Поэтому на чашу весов необходимо положить дополнительный груз массой  32 г.