Чтобы определить, какой из стержней — стальной или алюминиевый — длиннее, нужно использовать формулу для расчета объема: \( V = \frac{m}{\rho} \), где \( V \) — объем, \( m \) — масса, а \( \rho \) — плотность.
Для алюминиевого стержня:
- Плотность алюминия (\( \rho_{Al} \)) = 2700 кг/м³.
- Объем алюминиевого стержня (\( V_{Al} \)) = \( \frac{m}{\rho_{Al}} = \frac{m}{2700} \).
Для стального стержня:
- Плотность стали (\( \rho_{Steel} \)) = 7800 кг/м³.
- Объем стального стержня (\( V_{Steel} \)) = \( \frac{m}{\rho_{Steel}} = \frac{m}{7800} \).
Так как объем стержней равен объему цилиндра, можно записать связь между объемом, диаметром и длиной стержня:
\[ V = S \cdot L, \]
где \( S \) — площадь поперечного сечения (которая одинакова для обоих стержней, так как у них одинаковый диаметр), а \( L \) — длина стержня.
Таким образом, мы можем связать длину и объем:
\[ L_{Al} = \frac{V_{Al}}{S} = \frac{m}{2700 \cdot S}, \] \[ L_{Steel} = \frac{V_{Steel}}{S} = \frac{m}{7800 \cdot S}. \]
Сравнивая длины стержней:
\[ \frac{L_{Al}}{L_{Steel}} = \frac{m / (2700 \cdot S)}{m / (7800 \cdot S)} = \frac{7800}{2700} = \frac{78}{27} \approx 2.89. \]
Это показывает, что длина алюминиевого стержня примерно в 2.89 раза больше длины стального стержня.
Итак, алюминиевый стержень длиннее стального.
