Условие задачи:
Шарик плавает в сосуде, в котором находятся вода и масло. При этом 2/3 объема шарика находится в воде, а 1/3 — в масле. Найдите плотность материала, из которого сделан шарик.
Задача №3.3.20 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
Vв=23V, Vм=13V, ρ−?
Решение задачи:
На часть шарика, которая находится в воде, действует сила Архимеда FАв, а которая находится в масле — сила Архимеда FАм. На весь шарик также действует сила тяжести mg. Поскольку шарик находится в равновесии, значит справедливо следующее равенство (первый закон Ньютона):
FАв+FАм=mg(1)
Распишем силу Архимеда для обеих частей шарика:
{FАв=ρвgVв=23ρвgVFАм=ρмgVм=13ρмgV
Массу шарика можно найти через плотность его материала ρ и полный объем V:
m=ρV
С учетом вышесказанного равенство (1) примет вид:
23ρвgV+13ρмgV=ρVg
В итоге искомую плотность материала шарика ρ найдем по такой формуле:
ρ=23ρв+13ρм
Плотности воды и масла — это табличные величины, равные соответственно 1000 кг/м3 и 910 кг/м3. Считаем ответ:
ρ=23⋅1000+13⋅910=970кг/м3
Ответ: 970 кг/м3.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
3.3.19 Пробковый спасательный круг имеет массу 3,2 кг. Определить подъемную силу
3.3.21 Вес тела в воде в 5 раз меньше, чем в воздухе. Какова плотность вещества тела?
3.3.22 Льдина равномерной толщины, плавает в воде, выступая над её поверхностью на 2 см
У вас после «Условия задачи» идёт «Дано» и там записано:
Vв=2/3V, Vм=2/3V. ρ−?
Надо: Vм=1/3V,
так как по «Условиям задачи» в масло погружена лишь 1/3 шарика, а не 2/3
Исправил, спасибо за замечание!