Для решения задачи по нахождению плотности тела, погружённого в воду, воспользуемся основными физическими принципами и формулами.
Дано:
- Вес тела в воздухе ( F_{воздух} = 7,8 \, \text{Н} )
- Выталкивающая сила в воде ( F_{выталкивающая} = 1 \, \text{Н} )
Необходимо найти:
- Плотность тела ( \rho_{\text{тела}} )
Формулы:
- Выталкивающая сила ( F{выталкивающая} ) равна весу вытесненной жидкости:
[
F{выталкивающая} = \rho{\text{воды}} \cdot g \cdot V{\text{тела}}
]
где:
- ( \rho_{\text{воды}} ) — плотность воды (обычно ( 1000 \, \text{кг/м}^3 ))
- ( g ) — ускорение свободного падения (приблизительно ( 9,8 \, \text{м/с}^2 ))
( V_{\text{тела}} ) — объем тела.
Вес тела в воздухе равен:
[
F_{воздух} = m \cdot g
]
где:
( m ) — масса тела.
Плотность тела:
[
\rho{\text{тела}} = \frac{m}{V{\text{тела}}}
]
Решение:
Найдём объём тела из выталкивающей силы:
[
V{\text{тела}} = \frac{F{выталкивающая}}{\rho_{\text{воды}} \cdot g} = \frac{1 \, \text{Н}}{1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2} \approx 1,02 \times 10^{-4} \, \text{м}^3
]
Найдём массу тела из его веса в воздухе:
[
m = \frac{F_{воздух}}{g} = \frac{7,8 \, \text{Н}}{9,8 \, \text{м/с}^2} \approx 0,796 \, \text{кг}
]
Найдём плотность тела:
[
\rho{\text{тела}} = \frac{m}{V{\text{тела}}} = \frac{0,796 \, \text{кг}}{1,02 \times 10^{-4} \, \text{м}^3} \approx 7800 \, \text{кг/м}^3
]
Итог:
Плотность тела составляет приблизительно ( 7800 \, \text{кг/м}^3 ).
Параметр | Значение |
Вес тела в воздухе | ( 7,8 \, \text{Н} ) |
Выталкивающая сила | ( 1 \, \text{Н} ) |
Плотность воды | ( 1000 \, \text{кг/м}^3 ) |
Ускорение свободного падения | ( 9,8 \, \text{м/с}^2 ) |
Объём тела | ( 1,02 \times 10^{-4} \, \text{м}^3 ) |
Масса тела | ( 0,796 \, \text{кг} ) |
Плотность тела | ( 7800 \, \text{кг/м}^3 ) |
Таким образом, плотность тела равна ( 7800 \, \text{кг/м}^3 ).