Для определения веса железа объёмом 1 см³ в чистой воде, нужно рассмотреть несколько физических понятий и шагов.
Определение плотности железа: Плотность железа составляет примерно 7.87 г/см³. Это означает, что один кубический сантиметр железа имеет массу 7.87 граммов.
Определение массы железа: Как уже упомянуто, масса железа объёмом 1 см³ равна 7.87 граммов.
Определение силы тяжести: Вес объекта в физике определяется как сила, с которой он притягивается к Земле. Вес (W) можно вычислить по формуле:
[ W = m \cdot g ]
где:
- ( m ) — масса объекта
- ( g ) — ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²)
Подставим значения:
[ W = 7.87 \, \text{г} \times 9.81 \, \text{м/с}^2 ]
Преобразуем массу из граммов в килограммы (1 г = 0.001 кг):
[ 7.87 \, \text{г} = 0.00787 \, \text{кг} ]
Теперь подставим массу в формулу веса:
[ W = 0.00787 \, \text{кг} \times 9.81 \, \text{м/с}^2 ]
[ W \approx 0.077 \, \text{Н} ]
Таким образом, вес железа объёмом 1 см³ в чистой воде составляет примерно 0.077 Ньютонов (Н).
- Учет выталкивающей силы: Согласно закону Архимеда, на любой объект, погружённый в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости. Для железа в воде нужно рассчитать объём вытесненной воды и её вес.
Плотность воды приблизительно равна 1 г/см³, следовательно, 1 см³ воды имеет массу 1 грамм, или 0.001 кг. Вес вытесненной воды:
[ W{\text{выт}} = 0.001 \, \text{кг} \times 9.81 \, \text{м/с}^2 ]
[ W{\text{выт}} \approx 0.00981 \, \text{Н} ]
- Результирующая сила (вес железа в воде): В воде вес железа уменьшается за счёт выталкивающей силы. Результирующая сила будет разностью веса железа и выталкивающей силы:
[ W{\text{рез}} = 0.077 \, \text{Н} - 0.00981 \, \text{Н} ]
[ W{\text{рез}} \approx 0.0672 \, \text{Н} ]
Таким образом, вес железа объёмом 1 см³ в чистой воде составляет примерно 0.0672 Ньютонов.