Question

Однородный шар висит на нити в воздухе. Сила натяжения нити F = 13,5Н. Если шар погрузить полностью в воду, то сила натяжения уменьшится на F1 = 5Н. Найти плотность шара.​.

Answer 1

Ответ:

Плотность шара равна 2700 кг/м³

Объяснение:

F = 13.5 H  - сила натяжения нити  (в воздухе)

ΔF = F1 = 5H - изменение силы натяжения при погружении шара  в воду

po в - 1000 ³кг/м - плотность воды

g = 10 м/с² - ускорение свободного падения

V - ? - объём шара

po ш - ? - плотность шара

-----------------------------------------------------------

Изменение силы натяжения нити равно архимедовой силе

ΔF =  po в · g · V   ⇒    V = ΔF :  (po в · g) - объём шара

m = F : g - масса шара

ро ш = m : V - плотность шара

ро ш = F : g : (ΔF :  (po в · g) )

ро ш = F · po в :  ΔF = 13,5 · 1000 : 5 = 2700 (кг/м³)

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует поддерживающая сила, равная весу выталкиваемой телом жидкости.

Известно, что сила натяжения нити в воздухе составляет F = 13,5 Н. Это и есть вес шара в воздухе.

Когда шар полностью погружен в воду, сила натяжения нити уменьшилась до F1 = 5 Н. Теперь сила натяжения нити равна разности веса шара в воздухе и веса выталкиваемой им воды:

F1 = F - F_выталкивание

где F_выталкивание - это вес выталкиваемой шаром воды.

Теперь мы можем найти вес выталкиваемой воды:

F_выталкивание = F - F1 F_выталкивание = 13,5 Н - 5 Н F_выталкивание = 8,5 Н

Теперь мы знаем, что вес выталкиваемой воды равен 8,5 Н. Согласно закону Архимеда, этот вес равен весу воды, объем которой выталкивает шар.

Для расчета плотности шара (ρ) нам нужно найти его объем (V) и использовать формулу:

ρ = масса / объем

Мы уже знаем вес выталкиваемой воды (8,5 Н). Теперь нам нужно найти массу этой воды и объем шара.

1. Найдем массу выталкиваемой воды. Масса равна весу, разделенному на ускорение свободного падения (g), которое примерно равно 9,81 м/с²:

масса_воды = F_выталкивание / g масса_воды = 8,5 Н / 9,81 м/с² ≈ 0,866 кг

2. Теперь мы знаем массу выталкиваемой воды. Так как плотность воды приблизительно равна 1000 кг/м³, мы можем найти объем выталкиваемой воды:

V_воды = масса_воды / плотность_воды V_воды = 0,866 кг / 1000 кг/м³ = 0,000866 м³

3. Наконец, мы можем найти объем шара. Объем шара равен объему выталкиваемой воды:

V_шара = V_воды = 0,000866 м³

Теперь у нас есть масса выталкиваемой воды и объем шара, и мы можем найти плотность шара:

ρ = масса_шара / V_шара

Масса_шара равна его весу в воздухе (F) поделенному на ускорение свободного падения (g):

масса_шара = F / g масса_шара = 13,5 Н / 9,81 м/с² ≈ 1,374 кг

Теперь мы можем найти плотность шара:

ρ = масса_шара / V_шара ρ = 1,374 кг / 0,000866 м³ ≈ 1587,16 кг/м³

Итак, плотность шара примерно равна 1587,16 кг/м³.