Question

Полиэтиленовый мешочек наполнен водой. Будет ли он плавать в воде; в глицерине? Плотность полиэтилена 900 кг/ м3 (в кубе)

Answer 1

Рассмотрим каждое тело в отдельности.
Пусть мешок - тело 1, вода в мешке - тело 2, среда, где они плавают - 3.
Сила Архимеда  Fa=V3*ρ3*g, где V3 - объем вытесненной среды.
Сила тяжести мешка Fт1=m1*g = ρ1*V1*g
Сила тяжести воды в мешке Fт2=m2*g = ρ2*V2*g
Если тело плавает, то Fa = Fт1+Fт2, V3<V1+V2
V3*ρ3*g = ρ1*V1*g + ρ2*V2*g
V3*ρ3 = ρ1*V1 + ρ2*V2
V3 = ρ1/ρ3 * V1 + ρ2/ρ3 * V2                                        (1)
Рассмотрим случай - мешок с водой в воде:
V3 = 900/1000 * V1 + 1000/1000 * V2
V3 = 0,9 * V1 + V2  значит условие V3 < V1+V2 выполняется, следовательно мешок будет плавать.

Рассмотрим случай - мешок с водой в глицерине (подставляем нужные значения плотностей в уравнение 1): (плотность глицерина ρ3=1261 кг/м³)
V3 = 900/1261 * V1 + 1000 / 1261 V2 условие V3 < V1+V2 выполняется, следовательно мешок будет плавать.

Answer 2

Для определения того, будет ли полиэтиленовый мешочек плавать в воде или глицерине, необходимо сравнить плотность мешочка с плотностью вещества, в котором он находится.

Плотность полиэтилена составляет 900 кг/м3. Плотность воды составляет примерно 1000 кг/м3, а плотность глицерина около 1260 кг/м3.

Если плотность мешочка будет меньше плотности вещества, в котором он находится, то он будет плавать. Если же плотность мешочка будет больше плотности вещества, то он будет тонуть.

Таким образом, полиэтиленовый мешочек, наполненный водой, будет плавать в воде, так как плотность воды (1000 кг/м3) больше плотности полиэтилена (900 кг/м3).

Однако, если этот же мешочек будет помещен в глицерин, то он начнет тонуть, так как плотность глицерина (1260 кг/м3) больше плотности полиэтилена (900 кг/м3).