Какой плотностью должно быть вещество, чтобы заполнить полость полого алюминиевого шара, который плавает в воде, погрузившись на 2/3 своего объема, чтобы шар мог плавать, полностью погрузившись в воду?

Физика 8 класс Плавание тел в жидкости плотность вещества алюминиевый шар плавание в воде физика 8 класс погружение шара объем шара Закон Архимеда Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть несколько физических понятий, связанных с плаванием тел в жидкости и принципом Архимеда.

Шаг 1: Определим условия задачи.

• У нас есть полый алюминиевый шар, который плавает в воде.
• Шар погружается на 2/3 своего объема.
• Мы хотим узнать, какой плотностью должно быть вещество, чтобы заполнить полость шара, чтобы он плавал полностью погруженным в воду.

Шаг 2: Применим принцип Архимеда.

Согласно принципу Архимеда, на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной жидкости. Чтобы шар плавал полностью погруженным, вес шара должен быть равен весу вытесненной воды.

Шаг 3: Определим вес алюминиевого шара.

• Обозначим объем алюминиевого шара как V.
• Плотность алюминия составляет примерно 2,7 г/см³.
• Тогда вес алюминиевого шара W_шар = V * 2,7 г/см³.

Шаг 4: Определим вес вытесненной воды.

• Если шар погружается на 2/3 своего объема, то объем вытесненной воды составляет (2/3)V.
• Плотность воды составляет 1 г/см³.
• Тогда вес вытесненной воды W_вода = (2/3)V * 1 г/см³.

Шаг 5: Установим уравнение равновесия.

Для того чтобы шар плавал полностью погруженным, его вес должен быть равен весу вытесненной воды:

W_шар = W_вода

Подставим наши выражения:

V * 2,7 г/см³ = (2/3)V * 1 г/см³

Шаг 6: Упростим уравнение.

Мы можем сократить V (при условии, что V не равно 0):

2,7 г/см³ = (2/3) * 1 г/см³

Теперь умножим обе стороны на 3:

3 * 2,7 г/см³ = 2 г/см³

8,1 г/см³ = 2 г/см³

Это уравнение не совсем верное, поэтому нам нужно учесть, что вес шара должен быть равен весу вытесненной воды, когда он полностью погружен.

Шаг 7: Определим нужную плотность вещества.

Если шар должен плавать полностью погруженным, то:

W_шар = V * 2,7 г/см³ = V * P_вещества

Где P_вещества - плотность вещества, которое мы хотим найти.

Таким образом, чтобы шар плавал полностью погруженным, плотность вещества должна быть равна плотности алюминия, но с учетом вытесненной воды:

P_вещества = 2,7 г/см³ - 1 г/см³ = 1,7 г/см³.

Ответ: Плотность вещества, которое должно заполнить полость полого алюминиевого шара, должна составлять 1,7 г/см³.