Как можно определить плотность пенопласта, если к куску железа массой 11.7 г привязан кусок пенопласта весом 0.012 Н, а при погружении этих связанных тел в воду вес их равен 0.064 Н?

Физика 8 класс Плотность тел определение плотности плотность пенопласта физика 8 класс Закон Архимеда измерение веса погружение в воду масса и вес физические свойства материалов Новый

Чтобы определить плотность пенопласта, нам нужно воспользоваться принципом Архимеда и формулой для вычисления плотности. Давайте разберем шаги решения этой задачи.

Шаг 1: Определение силы Архимеда

Сначала найдем силу Архимеда, которая действует на связку из железа и пенопласта при погружении в воду. Сила Архимеда равна разнице между весом тел на воздухе и весом тел в воде.

• Вес связки на воздухе: 0.012 Н (пенопласт) + 11.7 г (железо) в ньютонах. Сначала переведем массу железа в ньютоны:

Для этого используем формулу:

Вес (в Н) = масса (в кг) * g, где g ≈ 9.81 м/с².

Масса железа в кг: 11.7 г = 0.0117 кг.

Вес железа = 0.0117 кг * 9.81 м/с² ≈ 0.1153 Н.

• Теперь найдем общий вес связки на воздухе:

Вес связки = вес железа + вес пенопласта = 0.1153 Н + 0.012 Н = 0.1273 Н.

• Вес связки в воде: 0.064 Н.
• Теперь можем найти силу Архимеда:

Сила Архимеда = вес связки на воздухе - вес связки в воде = 0.1273 Н - 0.064 Н = 0.0633 Н.

Шаг 2: Определение объема вытесненной воды

Сила Архимеда равна весу вытесненной воды. Мы знаем, что вес воды можно выразить через объем и плотность:

Сила Архимеда = объем вытесненной воды * плотность воды * g.

Плотность воды примерно равна 1000 кг/м³. Теперь можем выразить объем:

Объем вытесненной воды = сила Архимеда / (плотность воды * g).

Объем вытесненной воды = 0.0633 Н / (1000 кг/м³ * 9.81 м/с²) ≈ 0.000645 м³.

Шаг 3: Определение плотности пенопласта

Теперь мы можем найти плотность пенопласта. Для этого используем формулу:

Плотность = масса / объем.

• Масса пенопласта: 0.012 Н / 9.81 м/с² ≈ 0.00122 кг.
• Объем пенопласта равен объему вытесненной воды (так как пенопласт плавает и вытесняет равный объем воды): ≈ 0.000645 м³.

Теперь подставим значения в формулу для плотности:

Плотность пенопласта = 0.00122 кг / 0.000645 м³ ≈ 1.89 кг/м³.

Ответ:

Плотность пенопласта составляет примерно 1.89 кг/м³.