Из самого ковкого металла — золота удается изготовить сверхтонкие проволочки диаметром до 0,006 мм (примерно в 8 раз тоньше человеческого волоса). Какова будет длина такой проволочки, если она вытянута из кусочка золота массой 1 г?
Физика Колледж Свойства металлов и их применение длина проволочки из золота масса золота 1 г диаметр проволочки 0,006 мм физика 12 класс свойства золота
Чтобы найти длину проволочки, изготовленной из 1 грамма золота, нам нужно воспользоваться формулой для объема и плотности. Прежде всего, давайте вспомним некоторые основные понятия.
Шаг 1: Определение плотности золота
Плотность золота составляет примерно 19,3 г/см³. Это означает, что 1 см³ золота весит 19,3 г.
Шаг 2: Вычисление объема 1 грамма золота
Для того чтобы найти объем 1 грамма золота, воспользуемся формулой:
Объем = Масса / Плотность
Подставляем значения:
Таким образом:
Объем = 1 г / 19,3 г/см³ ≈ 0,0518 см³
Шаг 3: Вычисление объема проволочки
Теперь, когда мы знаем объем золота, мы можем рассчитать длину проволочки. Проволочка имеет форму цилиндра, и объем цилиндра рассчитывается по формуле:
Объем = π * r² * h
где r — радиус, h — длина проволочки.
Шаг 4: Определение радиуса проволочки
Диаметр проволочки составляет 0,006 мм, следовательно, радиус будет равен:
r = диаметр / 2 = 0,006 мм / 2 = 0,003 мм = 0,0003 см
Шаг 5: Подстановка значений в формулу объема
Теперь подставим радиус в формулу объема:
0,0518 см³ = π * (0,0003 см)² * h
Рассчитаем (0,0003 см)²:
(0,0003 см)² = 0,00000009 см²
Подставляем это значение в уравнение:
0,0518 см³ = π * 0,00000009 см² * h
Шаг 6: Решение уравнения для h
Теперь выразим h:
h = 0,0518 см³ / (π * 0,00000009 см²)
Теперь подставим значение π (примерно 3,14):
h = 0,0518 см³ / (3,14 * 0,00000009 см²)
h ≈ 0,0518 / 0,0000002826 ≈ 183,000 см
Шаг 7: Преобразование в метры
Чтобы получить длину в метрах, разделим на 100:
h ≈ 183,000 см / 100 = 1,830 м
Ответ: Длина проволочки, изготовленной из 1 грамма золота, составляет примерно 1,83 метра.