Question

Металлический шарик, погруженный в воду имеет вес 6 Н, а в воздухе 7 Н. Определить плотность металла. Что это за металл?

Answer 1

Привет!

Fтяжести = 7Н

Fтяж. в воде= 6Н

Найти: р - ?

Решение:

В воде на шарик действует как сила тяжести, так и сила Архимеда, или выталкивающая сила;

Fвыталкивающая = 7Н - 6Н = 1Н

Запишем уравнение выталкивающей силы:

Fвыт=p(воды) ×g×V

1=1000×10×V

1=10000×V

V= 0.0001 м³

Масса шарика равна m = Fтяж/g=7/10=0.7

m=0.7кг

m=pV, откуда p=m/V=0.7/0.0001=7000 кг/м³

следовательно, это чугун

Answer 2

Для определения плотности металла, который представляет собой металлический шарик, нам нужно воспользоваться законом Архимеда.

Закон Архимеда утверждает, что поддерживаемая в жидкости (или газе) выталкивающая сила равна весу выталкиваемой жидкости (газа) и зависит от объема погруженной части тела и плотности среды.

По данной задаче у нас есть две ситуации:

1. В воздухе: Вес шарика в воздухе составляет 7 Н.

2. В воде: Вес шарика в воде равен разнице между его весом в воздухе и выталкивающей силой воды (равной весу выталкиваемой воды). То есть, вес в воде равен 7 Н - 6 Н = 1 Н.

Теперь, зная вес в воде (1 Н) и плотность воды (приблизительно 1000 кг/м³), мы можем использовать формулу:

Выталкивающая сила = Вес выталкиваемой жидкости = Плотность жидкости * Объем выталкиваемой жидкости

Выразим объем выталкиваемой жидкости:

Объем = Выталкивающая сила / Плотность жидкости = 1 Н / 1000 кг/м³ ≈ 0.001 м³

Теперь у нас есть объем выталкиваемой жидкости, который равен объему погруженной части металлического шарика. Масса погруженной части шарика (в воде) равна его весу в воде:

Масса = Вес / Ускорение свободного падения ≈ 1 Н / 9.81 м/с² ≈ 0.102 кг

Теперь мы можем рассчитать плотность металла:

Плотность металла = Масса / Объем = 0.102 кг / 0.001 м³ = 102 кг/м³

Полученное значение плотности (102 кг/м³) гораздо ниже типичных плотностей большинства металлов. Это может указывать на какой-то необычный материал, возможно, сплав или нечто другое. Однако данная плотность может также указывать на неточности в измерениях или в расчетах. В реальных условиях плотность металла такой низкой величины крайне маловероятна.