Задачи › Средняя плотность, сплавы и смеси

Статуэтка из золота и серебра

  1. Статуэтка из золота и серебра

    Курчатов 2014/15, 7 кл.
    5/10

    Рост отличника Васи \(1\) м \(60\) см, его масса \(55\) кг. За особые успехи в олимпиаде по физике директор школы решил изготовить статуэтку высотой \(20\) см, которая будет являться точной копией Васи. Первоначально статуэтку планировали сделать из золота, но так как золота оказалось недостаточное количество, решили добавить серебро. Какую часть (в процентах) общей массы статуэтки составило серебро, если масса фигурки оказалась равной \(1400\) г? Так как человек на \(80\,\%\) состоит из воды, то можно считать плотность Васи примерно равной плотности воды. Плотность золота \(19{,}3\text{ г/см}^3\), плотность серебра \(10{,}5\text{ г/см}^3\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Во сколько раз статуэтка меньше Васи по высоте? Во сколько раз меньше её объём? Какой была бы масса статуэтки, если бы она была полностью золотой?

    Ответ

    Серебро составляет около \(57\,\%\) массы статуэтки.

    Решение

    Высота статуэтки в \(k = \dfrac{160\text{ см}}{20\text{ см}} = 8\) раз меньше роста Васи, значит, её объём в \(k^3 = 512\) раз меньше объёма Васи. Объём Васи найдём по его массе и плотности воды: \[V_{\text{В}} = \frac{55\text{ кг}}{1000\ \text{кг/м}^3} = 0{,}055\text{ м}^3 = 55\text{ дм}^3 .\] Тогда объём статуэтки \[V = \frac{V_{\text{В}}}{512} \approx 0{,}107\text{ дм}^3 \approx 107\text{ см}^3 .\] Если бы статуэтка была полностью золотой, её масса была бы \[M = 19{,}3\ \frac{\text{г}}{\text{см}^3}\cdot 107\text{ см}^3 \approx 2065\text{ г},\] что больше фактической массы \(m = 1400\) г, так как серебро легче золота: при замене золота на серебро одного и того же объёма масса уменьшается на \((19{,}3 - 10{,}5)\ \text{г/см}^3\) в расчёте на \(1\text{ см}^3\). Значит, объём серебра в статуэтке \[V_{\text{с}} = \frac{2065\text{ г} - 1400\text{ г}}{8{,}8\ \text{г/см}^3} \approx 76\text{ см}^3 ,\] а его масса \[m_{\text{с}} = 10{,}5\ \frac{\text{г}}{\text{см}^3}\cdot 76\text{ см}^3 \approx 798\text{ г}.\] Доля серебра: \(798\text{ г}/1400\text{ г} \approx 57\,\%\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи