Какова плотность материала шара, если его масса 200 г, и он плавает на поверхности воды, погруженный наполовину

Ледяной_Дракон_8996

2

Для решения этой задачи, нам понадобятся законы Архимеда и Ньютона.

Первым шагом, давайте определим известные данные:
Масса материала шара, m = 200 г = 0.2 кг.
Сила натяжения нити, F = 3 Н.
Плотность воды, ρ_в = 1000 кг/м^3.
Ускорение свободного падения, g = 10 м/с^2.

Согласно закону Архимеда, на тело, плавающее в жидкости, действует всплывающая сила, равная весу вытесненной этой жидкостью массы тела. Всплывающая сила равна произведению плотности жидкости на объем вытесненной ею жидкости и ускорение свободного падения.
То есть, F_в = ρ_в * V * g, где F_в - всплывающая сила, ρ_в - плотность воды, V - объем вытесненной воды, g - ускорение свободного падения.

Поскольку шар погружен наполовину, объем вытесненной воды будет равен половине объема шара.
То есть, V = (1/2) * V_шара, где V - объем вытесненной воды, V_шара - объем шара.

Согласно закону Ньютона, в равновесии двух сил, их величины должны быть равны. То есть, F_в = F, где F_в - всплывающая сила, F - сила натяжения нити.

Теперь мы можем составить уравнение, объединяющее все эти физические величины:
F_в = F,
ρ_в * (1/2) * V_шара * g = 3.

Теперь преобразуем это уравнение для определения объема шара:
V_шара = (3 * 2) / (ρ_в * g).

Подставляем известные значения:
V_шара = (3 * 2) / (1000 * 10) = 0.0006 м^3 (получено в кубических метрах).

И, наконец, вычисляем плотность материала шара:
Плотность = масса / объем = 0.2 / 0.0006 = 333.33 кг/м^3.

Таким образом, плотность материала шара при заданных условиях равна 333.33 кг/м^3.