Question

55б физика Полый медный шарик объёмом 15 см³ равномерно и прямолинейно поднимается вертикально вверх со дна стакана, заполненного водой. Плотность меди равна 8,9 г/см³, плотность воды — 1 г/см³, плотность воздуха, заполняющего полость в шарике, равна 1,29 кг/м³. Определи объём воздушной полости в шарике. (Промежуточные расчеты округляй до тысячных, конечный результат округляй до целых.)

Answer 1

Ответ: 13см³

Объяснение:

Fтяж=Fа

mg=ρ*Vт*g

m=ρ*Vт

(ρмVм+ρвVв)=ρжVт

Vм+Vв=Vт;

Vв=Vт-Vм;

(ρмVм+ρв(Vт-Vм))=ρжVт

Подставляем значения

8,9*Vм+0,00129*15-0,00129Vм=1 г/см³*15см³

8,899Vм=14,986

Vм=1,684см³

Vв= 15 см³-1,684см³=13,316см³=13см³

Answer 2

Для решения этой задачи будем использовать закон Архимеда. По этому закону, величина поддерживающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость (или газ), равна весу вытесненной этим телом жидкости (газа). Таким образом, сила Архимеда равна разнице между весом тела и весом вытесненной жидкости (газа).

1. Найдем вес шарика (воздушной полости) в воде: \[ \text{Вес шарика в воде} = \text{Масса шарика} \times g = (\text{Плотность меди} \times \text{Объем шарика} + \text{Плотность воздуха} \times \text{Объем воздушной полости}) \times g \]

2. Найдем вес вытесненной воды: \[ \text{Вес вытесненной воды} = \text{Масса воды, вытесненной шариком} \times g = \text{Плотность воды} \times \text{Объем шарика} \times g \]

3. Сила Архимеда равна разнице веса шарика в воде и веса вытесненной воды: \[ \text{Сила Архимеда} = \text{Вес шарика в воде} - \text{Вес вытесненной воды} \]

4. По условию задачи, шарик поднимается равномерно, значит, на него действует равномерное ускорение. Сила Архимеда равна силе тяжести, действующей на шарик. Следовательно, можем записать уравнение:

\[ \text{Сила Архимеда} = \text{Масса шарика} \times \text{Ускорение свободного падения} \]

\[ \text{Масса шарика} = \text{Плотность меди} \times \text{Объем шарика} + \text{Плотность воздуха} \times \text{Объем воздушной полости} \]

\[ \text{Сила Архимеда} = \text{Плотность меди} \times \text{Объем шарика} \times g + \text{Плотность воздуха} \times \text{Объем воздушной полости} \times g \]

5. Подставим выражение для силы Архимеда и выразим объем воздушной полости: \[ \text{Объем воздушной полости} = \frac{\text{Сила Архимеда}}{g \times (\text{Плотность меди} - \text{Плотность воздуха})} \]

Теперь можно подставить известные значения и решить уравнение. Помните округлять промежуточные результаты до тысячных и окончательный ответ до целых.