Из какого материала изготовлен брусок, который полностью погружен в аквариуме размерами 40 см x 15 см и имеющий массу
Из какого материала изготовлен брусок, который полностью погружен в аквариуме размерами 40 см x 15 см и имеющий массу 0,39 кг, если при его извлечении из аквариума давление воды на дно изменилось на 25 Па?
Schelkunchik 40
Для начала нам нужно рассчитать объем воды, который был вытеснен при погружении бруска в аквариум. Объем воды можно найти по формуле:\[V = S_{\text{дна аквариума}} \cdot h,\]
где \(V\) - объем воды, \(S_{\text{дна аквариума}}\) - площадь дна аквариума, \(h\) - высота, на которую погрузился брусок.
Площадь дна аквариума равна произведению его длины и ширины:
\[S_{\text{дна аквариума}} = 40 \, \text{см} \times 15 \, \text{см}.\]
Теперь нам нужно найти плотность материала бруска. Плотность определяется по формуле:
\[\rho = \frac{m}{V},\]
где \(\rho\) - плотность материала, \(m\) - масса бруска, \(V\) - объем, вытесненный бруском.
Мы знаем, что масса бруска составляет 0,39 кг. Теперь вычислим объем воды:
\[V = 40 \, \text{см} \times 15 \, \text{см} \times h.\]
Теперь мы можем выразить плотность материала как отношение массы бруска к объему воды:
\[\rho = \frac{0,39 \, \text{кг}}{40 \, \text{см} \times 15 \, \text{см} \times h}.\]
В процессе погружения бруска в аквариум изменение давления воды на дно может рассматриваться как равное весу вытесненной воды. Оно равняется произведению плотности воды на ускорение свободного падения (приближенно 9,8 м/с\(^2\)) и объему воды:
\[\Delta P = \rho_{\text{воды}} \cdot g \cdot V,\]
где \(\Delta P\) - изменение давления воды, \(g\) - ускорение свободного падения, \(V\) - объем воды.
Данные для плотности воды и ускорения свободного падения:
\[\rho_{\text{воды}} = 1000 \, \text{кг/м}^3, \quad g = 9,8 \, \text{м/с}^2.\]
Теперь мы можем составить уравнение для нахождения высоты погружения бруска. Подставим значения в уравнение:
\[0,39 \, \text{кг} = 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 \cdot (40 \, \text{см} \times 15 \, \text{см} \times h).\]
Давайте решим это уравнение относительно \(h\):
\[h = \frac{0,39 \, \text{кг}}{1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 \cdot 40 \, \text{см} \times 15 \, \text{см}}.\]
Теперь осталось только выполнить все необходимые вычисления, чтобы получить окончательный ответ.