Một bình hình trụ đứng chứa nước có diện tích đáy 10 cm^2, một thỏi nước đá một phần chìm trong nước và được giữ cân bằng bởi sợi dây nhẹ nối thỏi đá đó với đáy bình, khi thỏi đá tan hết thì mực nước trong bình hạ xuống 0,1 m khối lượng riêng Dnc = 1000 kg/m3. Khi thỏi đá chưa kịp tan thì lực căng của dây là?    

Để tính lực căng của dây khi thỏi đá chưa kịp tan, ta cần tính thể tích của thỏi đá chìm trong nước.

Thể tích thỏi đá chìm trong nước được tính bằng thể tích nước mà thỏi đá đẩy lên khi chìm vào nước. Ta có công thức:

V = ρVnc = ρgVnc

Trong đó:
- V là thể tích thỏi đá chìm trong nước
- ρ là khối lượng riêng của nước (ρ = 1000 kg/m3)
- Vnc là thể tích nước mà thỏi đá đẩy lên khi chìm vào nước
- g là gia tốc trọng trường (g = 9,8 m/s2)

Với Vnc = S.h = 10 cm2 * 0,1 m = 0,001 m3

V = 1000 kg/m3 * 9,8 m/s2 * 0,001 m3 = 9,8 N

Lực căng của dây khi thỏi đá chưa kịp tan chính là lực nặng của thỏi đá và lực đẩy của nước lên thỏi đá, tức là:

F = m.g + V.ρ.g = V.(ρ - ρnc).g

Với m là khối lượng của thỏi đá, g là gia tốc trọng trường, ρnc là khối lượng riêng của thỏi đá (ρnc = 2700 kg/m3)

F = V.(ρ - ρnc).g = 0,001 m3 * (1000 kg/m3 - 2700 kg/m3) * 9,8 m/s2 = -17,64 N

Do đó, lực căng của dây khi thỏi đá chưa kịp tan là 17,64 N.