Question

3 Медный шар в воздухе весит 36,9 H, а при полном погружении в воду еговес становится равным 26,7 H. Сплош-ной этот шар или полый?​

Answer 1

Предположим, что шар сплошной.

Тогда масса шара:

                       m = P/g = 36,9 : 10 = 3,69 (кг)

Объем шара:

                       V = m/ρ = 3,690 : 8900 ≈ 4,15·10⁻⁴ (м³)

Выталкивающая сила, действующая на шар при его полном погружении, равна весу воды в объеме этого шара:

                      F(a) = ρ(в)gV = 1000 · 10 · 4,15·10⁻⁴ = 4,15 (H)

Таким образом, если бы шар был сплошным, то его вес в воде при полном погружении составил бы:

                      P' = P - F(a) = 36,9 - 4,15 = 32,75 (H)

Очевидно, что полученное значение не совпадает с данным. Значит, наше предположение было неверным и в шаре существует полость. Попробуем найти объем этой полости:

Разница в весе шара в воде без полости и с полостью:

         P' = F(a)' = 32,75 - 26,7 = 6,05 (H)

Такая разница в выталкивающей силе появится при увеличении объема шара на:

             V' = F(a)'/ρ(в)g = 6,05 : 10000 = 6,05·10⁻⁴ (м³)

Объем сплошного медного шара с таким весом в воздухе, как мы выяснили:

             V = 4,15·10⁻⁴ (м³)        

Разница объемов и будет приходиться на полость внутри шара:

             V(п) = V' - V = 6,05·10⁻⁴ - 4,15·10⁻⁴ = 1,9·10⁻⁴ (м³) = 190 см³

Ответ:  в медном шаре существует полость объемом 190 см³.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Архимеда, который гласит, что поддерживающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело, равна весу вытесненной им жидкости.

В данном случае у нас есть медный шар, который в воздухе весит 36,9 H. При полном погружении шара в воду его вес становится равным 26,7 H. Разность между этими значениями представляет собой вес вытесненной шаром воды.

Итак, разность веса шара в воздухе и его веса в воде равна весу вытесненной воды:

36,9 H - 26,7 H = 10,2 H

Таким образом, шар вытеснил 10,2 H воды. Если бы шар был сплошным, он бы вытеснил объем воды, равный его объему. Однако, если шар является полым, то он будет содержать воздушную полость внутри, что снизит его плотность и, следовательно, вес вытесненной воды.

Поэтому, так как шар вытеснил меньше воды, чем его собственный объем, можно сделать вывод, что шар является полым.