Каков вес статуэтки? Если статуэтку погрузить в воду, что произойдет с показаниями динамометра - уменьшатся

  • 36
Каков вес статуэтки?
Если статуэтку погрузить в воду, что произойдет с показаниями динамометра - уменьшатся или увеличатся?
Когда статуэтка находится в воде, динамометр показывает сколько Н? Следовательно, какова архимедова сила, действующая на нее?
Согласно закону Архимеда, вес вытесненной статуэткой жидкости составляет 5,5 Н.
Поэтому, какова масса вытесненной воды?
Плотность воды равна 1 г/см³, поэтому какой объем вытесненной воды, и таким образом, каков объем статуэтки?
Vechnyy_Strannik_7063
30
Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать законы Архимеда и понятие плотности. Начнем с первого вопроса: "Каков вес статуэтки?"

Вес статуэтки определяется силой тяжести, действующей на нее в воздухе. Обозначим этот вес как \(W\). Пусть масса статуэтки равна \(m\), а ускорение свободного падения равно \(g\). Тогда вес статуэтки можно выразить как \(W = m \cdot g\).

Перейдем ко второму вопросу: "Если статуэтку погрузить в воду, что произойдет с показаниями динамометра - уменьшатся или увеличатся?"

Когда статуэтка находится в воде, она вытесняет определенный объем воды. По закону Архимеда, на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной жидкости. Это значит, что показания динамометра уменьшатся, потому что статуэтка будет испытывать поддерживающую силу под действием Архимедовой силы.

Третий вопрос гласит: "Когда статуэтка находится в воде, динамометр показывает сколько Н?"

Если статуэтка находится в воде, динамометр будет показывать меньшее значение, чем при погружении воздухе. Давайте обозначим показания динамометра как \(F_d\). Тогда \(F_d\) будет равно силе Архимеда \(F_a\).

Далее, согласно закону Архимеда, вес вытесненной статуэткой жидкости составляет 5,5 Н. Из этого мы можем сделать вывод, что сила Архимеда равна 5,5 Н.

Теперь перейдем к последним двум вопросам: "Какова масса вытесненной воды?" и "какой объем вытесненной воды, и таким образом, каков объем статуэтки?"

Масса вытесненной воды определяется плотностью жидкости и объемом вытесненной воды. Причем, объем вытесненной воды равен объему статуэтки.

Плотность воды равна 1 г/см³, что можно перевести в кг/м³. Если обозначить массу вытесненной воды как \(m_w\), объем статуэтки как \(V\), то можем записать формулу:

\[m_w = \mathrm{плотность} \cdot V = 1000 \, \mathrm{кг/м}^3 \cdot V\]

Также мы знаем, что масса вытесненной воды равна \(m_w = \frac{F_a}{g}\), где \(F_a\) - сила Архимеда, а \(g\) - ускорение свободного падения. Подставив значение \(F_a = 5,5\) Н и \(g = 9,8\) м/с², получаем:

\[\frac{5,5}{9,8} = 1000 \cdot V\]

Таким образом, объем статуэтки \(V\) равен:

\[V = \frac{5,5}{9,8 \cdot 1000} \approx 5,61 \times 10^{-4} \, \mathrm{м}^3\]

Итак, масса вытесненной воды равна 1000 г (или 1 кг), а объем статуэтки составляет примерно 5,61 мл (или 5,61 см³).