Шарик в воде и в масле на динамометре
4/10Однородный металлический шарик привязали ниткой к пружине динамометра и полностью погрузили сначала в воду, а затем в масло. В первом случае сила натяжения пружины оказалась равной \(T_1 = 0{,}68\) Н, во втором случае — \(T_2 = 0{,}69\) Н. Найдите плотность \(\rho\) металла, из которого изготовлен шарик. Ответ выразите в г/см\(^3\). Плотность воды \(\rho_1 = 1\) г/см\(^3\), плотность масла \(\rho_2 = 0{,}9\) г/см\(^3\).
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаНа шарик действуют сила тяжести, сила натяжения и выталкивающая сила. Запишите равновесие для двух жидкостей и поделите одно уравнение на другое.
Ответ\(\rho = 7{,}8\) г/см\(^3\).
РешениеОбозначим массу шарика через \(m\), объём — через \(V\). Для шарика в воде \(T_1 + \rho_1 g V = m g\), а так как \(m = \rho V\), получаем \(T_1 = (\rho - \rho_1) g V\). Аналогично для масла \(T_2 = (\rho - \rho_2) g V\). Деля одно равенство на другое, \[\frac{T_1}{T_2} = \frac{\rho - \rho_1}{\rho - \rho_2} \quad\Rightarrow\quad \rho = \frac{\rho_1 T_2 - \rho_2 T_1}{T_2 - T_1} = 7{,}8\text{ г/см}^3.\] Получилась плотность стали.
Похожие задачи
- Стержень в воде: сила натяжения нити при разной глубине погружения Физтех 2009/10, 11 кл.
- Винни-Пух и шарик с тёплым воздухом МОШ 2009/10, 7 кл.
- Дубовый шар на дне сосуда Ведомственная 2010/11, 9 кл.
- Шарики на весах МОШ 2011/12, 8 кл.
- Вес в вакууме МОШ 2011/12, 8 кл.
- Металл в жидкостях МОШ 2011/12, 9 кл.