Для решения этой задачи необходимо понять, как извлечение гирька из глицерина влияет на уровень жидкости в стакане.
Исходные данные:
- Плотность глицерина \( \rho_{\text{глицерин}} = 1200 \, \text{кг/м}^3 \)
- Плотность пластиковой гирьки \( \rho_{\text{гиря}} = 1100 \, \text{кг/м}^3 \)
- Плотность воды \( \rho_{\text{воды}} = 1000 \, \text{кг/м}^3 \)
- Масса гирьки \( m_{\text{гирька}} = 200 \, \text{г} = 0.2 \, \text{кг} \)
- Площадь дна стакана \( S = 100 \, \text{см}^2 = 0.01 \, \text{м}^2 \)
- Ускорение свободного падения \( g = 10 \, \text{м/с}^2 \)
Объем гирьки: Используем формулу для нахождения объема \( V \): \[ V = \frac{m}{\rho} \] Подставим данные для гирьки: \[ V_{\text{гиря}} = \frac{0.2 \, \text{кг}}{1100 \, \text{кг/м}^3} \approx 1.8182 \times 10^{-4} \, \text{м}^3 \]
Изменение уровня жидкости при извлечении гирьки: Когда гирька плавает в глицерине, она вытесняет объем жидкости, равный своему объему. Когда мы вынимаем гирьку и помещаем её в воду, уровень жидкости в стакане изменится, потому что гиря больше не будет вытеснять глицерин.
Объем выталкиваемого глицерина равен объему гирьки:
\[ \Delta h = \frac{V_{\text{гиря}}}{S} = \frac{1.8182 \times 10^{-4} \, \text{м}^3}{0.01 \, \text{м}^2} \approx 0.018182 \, \text{м} \approx 18.182 \, \text{мм} \]
Таким образом, изменение глубины погружения в стакане составляет приблизительно 18.182 мм.