Чтобы определить, что покажут пружинные весы при взвешивании тела из железа объемом 100 см³ в керосине, сначала нужно рассчитать массу железа, а затем учитывать архимедову силу, действующую на тело в жидкости.
Расчет массы железа: Плотность железа (ρ_железа) равна 7800 кг/м³. Объем тела (V) равен 100 см³, что эквивалентно 0,0001 м³. Масса железа рассчитывается по формуле: \[ m_{\text{железа}} = \rho_{\text{железа}} \times V = 7800 \, \text{кг/м}³ \times 0,0001 \, \text{м}³ = 0,78 \, \text{кг} \]
Расчет архимедовой силы: Плотность керосина (ρ_керосина) равна 800 кг/м³. Архимедова сила (F_арх) рассчитывается с использованием формулы: \[ F_{\text{арх}} = \rho_{\text{керосина}} \times V \times g \] где g — ускорение свободного падения, приблизительно равное 9,81 м/с². Подставим значения: \[ F_{\text{арх}} = 800 \, \text{кг/м}³ \times 0,0001 \, \text{м}³ \times 9,81 \, \text{м/с}² \approx 0,7848 \, \text{Н} \]
Определение показания пружинных весов: Пружинные весы покажут действующую силу, равную весу тела в воздухе минус архимедова сила. Сначала найдем вес тела: \[ F_{\text{тела}} = m_{\text{железа}} \times g = 0,78 \, \text{кг} \times 9,81 \, \text{м/с}² \approx 7,65 \, \text{Н} \] Теперь вычтем архимедову силу: \[ F_{\text{показание}} = F_{\text{тела}} - F_{\text{арх}} = 7,65 \, \text{Н} - 0,7848 \, \text{Н} \approx 6,8652 \, \text{Н} \]
Таким образом, пружинные весы покажут примерно 6,87 Н.