Условие задачи:
Вес куска железа в воде 1,67 Н. Найти его объем.
Задача №3.3.9 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
\(P_{в}=1,67\) Н, \(V-?\)
Решение задачи:
Вес тела – это сила, с которой тело действует на опору или подвес.
Покажем кусок железа, подвешенный на нити и опущенный в воде (очевидно, что он будет тонуть). На кусок железа действуют три силы: сила тяжести \(mg\), сила Архимеда \(F_{А}\) и сила натяжения нити \(T\). Тело находится в равновесии, поэтому можем записать первый закон Ньютона в проекции на ось \(y\):
\[T + {F_А} – mg = 0\]
\[T = mg – {F_А}\]
Согласно приведенному выше определению, вес куска железа в воде \(P_{в}\) будет равен силе натяжения нити \(T\).
\[{P_в} = mg – {F_А}\]
Распишем массу тела \(m\) через плотность и объем, а силу Архимеда по известной формуле её определения. Тогда получим:
\[{P_в} = \rho Vg – {\rho _в}gV\]
\[{P_в} = \left( {\rho – {\rho _в}} \right)gV\]
Значит искомый объем \(V\) можно найти по такой формуле:
\[V = \frac{{{P_в}}}{{\left( {\rho – {\rho _в}} \right)g}}\]
Плотность железа \(\rho\) равна 7800 кг/м3, а плотность воды \(\rho_{в}\) – 1000 кг/м3. Посчитаем ответ:
\[V = \frac{{1,67}}{{\left( {7800 – 1000} \right) \cdot 10}} = 2,46 \cdot {10^{ – 5}}\;м^3 = 24,6\;мл\]
Ответ: 24,6 мл.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
3.3.8 В цилиндрический сосуд с водой, с площадью дна 150 см2, опускают тело массой 1 кг
3.3.10 Груз какой массы может поднять аэростат объемом 100000 м3 на высоту 40 км?
3.3.11 Деревянный брусок массой 1,4 кг плавает на поверхности воды. Какой массы груз
Вообще-то Первый закон Ньютона утверждает, что есть инерциальные системы отсчета и не инерциальные; и указывает, что такое инерциальные СО.
Поэтому говорить “записать первый закон Ньютона в проекции на ось…” совсем, мягко говоря, неграмотно…
В задаче говорится о II законе Ньютона, с учетом, что ускорение a = 0
Спс
А вы уверены, что формулировка “можем записать первый закон Ньютона в проекции на ось…” является правильной?
Думаю да, а что у Вас вызывает сомнение?
Вообще-то Первый закон Ньютона утверждает, что есть инерциальные системы отсчета и не инерциальные; и указывает, что такое инерциальные СО.
Поэтому говорить “записать первый закон Ньютона в проекции на ось…” совсем, мягко говоря, неграмотно…
В задаче говорится о II законе Ньютона, с учетом, что ускорение a = 0
Зачем нам нужно вычитать из плотности тела плотность воды?
Я привожу подробные решения задач именно для того, чтобы таких вопросов не возникало. Вот исходя из рассуждений и получается, что нужно вычитать плотность воды.
В условии задачи ничего не сказано про нить. Откуда вы ее взяли?
Так как вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или подвес, то я показал тело, подвешенное на нити и погруженное в воду. С помощью закона Ньютона нашёл силу натяжения нити, а далее написал, что вес тела в воде равен этой силе натяжения.
Короче говоря, я просто подробно объяснил, как находить вес тела – это действие в принципе можно опускать, если Вы всё это понимаете.
Спасибо
В ответе допущена ошибка: не мл, см в кубе.
Миллилитр – это и есть сантиметр в кубе, так как он является одной тысячной литра (дециметра в кубе).