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问题: 一道物理题

一支粗细均匀的蜡烛长L=20cm(已知蜡的密度为0.9*10^3千克/m^3),在它的底部附着一小块铁釘,使之直立于水中,蜡烛上面露出水面L1=1cm,铁钉插入蜡烛部分体积可忽略不计,现将蜡烛点燃,如果蜡烛燃烧时熔化部分不流下来,问烧掉多长后熄灭?

解答:

解:
设蜡烛的体积为V,铁钉的重量为G,熄灭时燃烧掉的长度为L2
点燃前铁钉与蜡烛的重量和等于浮力
G+ρ蜡V=ρ水V(L-L1)/L——————————①
蜡烛熄灭时铁钉与剩余蜡烛的重量和等于浮力
G+ρ蜡V(L-L2)/L=ρ水V(L-L2)/L—————②
整理①,②可得
L2=L1ρ水/(ρ水-ρ蜡)
=1*1.0/(1.0-0.9)
=10(cm)
答:熄灭时燃烧掉的长度为10cm。

示意图:
□:蜡烛 ■:蜡烛(插铁钉部分)


——燃烧前———————————熄灭时——

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