ID: 00019247
Цинковый шар весит 3{,}6 Н, а при погружении в воду — 2{,}8 Н. Сплошной это шар или имеет полость?
Источник: сборник задач (физика 7)
Дано:
P=3{,}6\ \text{Н} (вес в воздухе)
P_1=2{,}8\ \text{Н} (вес в воде)
\rho_{\text{в}}=1000\ \text{кг/м}^3, \rho_{\text{ц}}=7100\ \text{кг/м}^3 (цинк), g=10\ \text{Н/кг}
Найти: сплошной шар или с полостью?
Решение:
В воде вес уменьшился из-за выталкивающей силы:
F_A=P-P_1=3{,}6-2{,}8=0{,}8\ \text{Н}.
Через выталкивающую силу найдём настоящий объём шара (сколько воды он вытеснил):
V=\frac{F_A}{\rho_{\text{в}}\,g}=\frac{0{,}8}{1000\cdot 10}=0{,}00008\ \text{м}^3=80\ \text{см}^3.
Теперь посчитаем массу шара и какой объём занял бы цельный цинк такой массы:
m=\frac{P}{g}=\frac{3{,}6}{10}=0{,}36\ \text{кг};\qquad V_{\text{сплош}}=\frac{m}{\rho_{\text{ц}}}=\frac{0{,}36}{7100}\approx 0{,}0000507\ \text{м}^3\approx 51\ \text{см}^3.
Реальный объём шара (80\ \text{см}^3) больше, чем у сплошного цинкового (51\ \text{см}^3). Значит, внутри есть пустота.
Ответ: шар имеет полость.
Шар имеет полость. Его реальный объём (около 80\ \text{см}^3) больше, чем был бы объём сплошного цинкового шара такой же массы (около 51\ \text{см}^3).