ID: 00019302
Кусок воска весит в воздухе 882 мН. Воском облепили шарик и погрузили в воду. Вес всей системы в воде 98 мН. Определите плотность воска, если вес шарика в воде 196 мН.
Источник: сборник задач (физика 7)
Дано:
P_{\text{воск, возд}}=882\ \text{мН}=0{,}882\ \text{Н}
P_{\text{сист, вода}}=98\ \text{мН}=0{,}098\ \text{Н}
P_{\text{шар, вода}}=196\ \text{мН}=0{,}196\ \text{Н}
\rho_{\text{вода}}=1000\ \text{кг/м}^3, g=10\ \text{Н/кг}
Найти: \rho_{\text{воск}}-?
Решение:
Вес всей системы в воде складывается из веса воска в воде и веса шарика в воде. Отсюда вес воска в воде: P_{\text{воск, вода}}=P_{\text{сист, вода}}-P_{\text{шар, вода}}=0{,}098-0{,}196=-0{,}098\ \text{Н}.
Знак «минус» означает, что воск легче воды и сам стремится вверх (выталкивающая сила воска больше его веса).
Вес тела в воде меньше веса в воздухе на выталкивающую силу: P_{\text{воск, вода}}=P_{\text{воск, возд}}-F_{A,\text{воск}}.
Отсюда выталкивающая сила, действующая на воск: F_{A,\text{воск}}=P_{\text{воск, возд}}-P_{\text{воск, вода}}=0{,}882-(-0{,}098)=0{,}98\ \text{Н}.
Через закон Архимеда найдём объём воска: V=\frac{F_{A,\text{воск}}}{\rho_{\text{вода}}\, g}=\frac{0{,}98}{1000\cdot 10}=9{,}8\cdot10^{-5}\ \text{м}^3.
Масса воска: m=\frac{P_{\text{воск, возд}}}{g}=\frac{0{,}882}{10}=0{,}0882\ \text{кг}.
Плотность воска: \rho_{\text{воск}}=\frac{m}{V}=\frac{0{,}0882}{9{,}8\cdot10^{-5}}=900\ \text{кг/м}^3.
Ответ: 900\ \text{кг/м}^3.