ID: 00019364
Стеклянная пробка весит в воздухе 0{,}5\ \text{Н}, в воде 0{,}32\ \text{Н}, в спирте 0{,}35\ \text{Н}. Какова плотность стекла? Какова плотность спирта?
Источник: сборник задач (физика 7)
Дано:
P_0=0{,}5\ \text{Н} — вес в воздухе;
P_{\text{в}}=0{,}32\ \text{Н} — вес в воде;
P_{\text{сп}}=0{,}35\ \text{Н} — вес в спирте;
\rho_{\text{в}}=1000\ \text{кг/м}^3; g=10\ \text{Н/кг}.
Найти: \rho_{\text{ст}}, \rho_{\text{сп}}.
Решение. В воде вес уменьшается на выталкивающую силу:
F_{A\,\text{в}}=P_0-P_{\text{в}}=0{,}5-0{,}32=0{,}18\ \text{Н}.
Из F_{A\,\text{в}}=\rho_{\text{в}}gV находим объём пробки:
V=\frac{F_{A\,\text{в}}}{\rho_{\text{в}}g}=\frac{0{,}18}{1000\cdot10}=1{,}8\cdot10^{-5}\ \text{м}^3.
Масса пробки: m=\dfrac{P_0}{g}=\dfrac{0{,}5}{10}=0{,}05\ \text{кг}. Тогда плотность стекла:
\rho_{\text{ст}}=\frac{m}{V}=\frac{0{,}05}{1{,}8\cdot10^{-5}}\approx2800\ \text{кг/м}^3.
В спирте выталкивающая сила: F_{A\,\text{сп}}=P_0-P_{\text{сп}}=0{,}5-0{,}35=0{,}15\ \text{Н}. Объём тот же, поэтому
\rho_{\text{сп}}=\frac{F_{A\,\text{сп}}}{gV}=\frac{0{,}15}{10\cdot1{,}8\cdot10^{-5}}\approx830\ \text{кг/м}^3.
Ответ: \rho_{\text{ст}}\approx2800\ \text{кг/м}^3, \rho_{\text{сп}}\approx830\ \text{кг/м}^3.
Плотность стекла — около 2800\ \text{кг/м}^3; плотность спирта — около 830\ \text{кг/м}^3.