Узнайте, является ли кулон сплошным или полым на основе того, что его вес в воздухе составляет 0,2 Н, а в воде - 0,12

Лунный_Свет

4

Чтобы определить, является ли кулон сплошным или полым, мы можем использовать архимедову силу. Архимедова сила возникает, когда тело погружается в жидкость и равна весу вытесненной жидкости. Если вес тела, погруженного в жидкость, больше архимедовой силы, то тело сплошное. Если вес тела меньше архимедовой силы, то тело полое.

Первым шагом определим архимедову силу, действующую на кулон, когда он находится в воде. Архимедова сила равна весу вытесненной жидкости и зависит от объема погруженного тела.

Для начала, нам нужно найти плотность воды. Обозначим ее как \(\rho_{воды}\). Плотность воды приближенно равна 1000 кг/м\(^3\).

Теперь мы можем использовать известные данные о весе кулона в воде. Обозначим его как \(W_{воды}\), равный 0,12 Н.

Так как архимедова сила равна весу вытесненной жидкости, мы можем записать:

\[F_{архимеда} = W_{вытесненной жидкости}\]

Поскольку плотность равна отношению массы к объему, мы можем использовать следующее выражение:

\[W_{вытесненной жидкости} = \rho_{воды} \cdot V_{погруженного тела}\]

Здесь \(V_{погруженного тела}\) - это объем кулона, погруженного в воду.

Теперь мы можем записать уравнение:

\[F_{архимеда} = \rho_{воды} \cdot V_{погруженного тела}\]

Подставим известные значения:

\[0,12 = 1000 \cdot V_{погруженного тела}\]

Решим уравнение относительно \(V_{погруженного тела}\):

\[V_{погруженного тела} = \frac{0,12}{1000} = 0,00012 \ м^3\]

Теперь, чтобы определить, является ли кулон сплошным или полым, мы можем сравнить объем кулона с его массой. Если объем больше массы, то кулон полый, если объем меньше массы, то кулон сплошной.

Мы знаем, что вес кулона в воздухе составляет 0,2 Н. Вес тела равен произведению массы на ускорение свободного падения:

\[W_{воздуха} = m \cdot g\]

Здесь \(m\) - это масса кулона, а \(g\) - ускорение свободного падения, примерно равное 9,8 м/с\(^2\).

Массу кулона можно найти, разделив его вес на ускорение свободного падения:

\[m = \frac{W_{воздуха}}{g} = \frac{0,2}{9,8} \approx 0,02041 \ кг\]

Теперь мы можем сравнить массу и объем кулона:

- Масса кулона: \(0,02041 \ кг\)
- Объем кулона в воде: \(0,00012 \ м^3\)

Поскольку объем кулона меньше его массы, мы можем сделать вывод, что кулон является сплошным.