Для решения данной задачи воспользуемся принципом Архимеда, который гласит, что на любое тело, погруженное в жидкость, действует со стороны этой жидкости сила, равная весу вытесненной этой жидкостью массы.
Давайте обозначим:
- \( d_{р} \) — плотность воды в Волге (1000 кг/м³)
- \( d_{м} \) — плотность воды в Каспийском море (то, что мы ищем)
- \( h_{р} \) — осадка баржи в речной воде (162 см = 1,62 м)
- \( h_{м} \) — осадка баржи в море (160 см = 1,60 м)
По условию задачи, когда баржа находится в реке, она вытесняет объём воды, равный \( V = S \cdot h_{р} \), где \( S \) — площадь сечения баржи, и её вес равен весу вытесненной воды:
\[ m_{р} = V \cdot d_{р} = S \cdot h_{р} \cdot d_{р} \]
Когда баржа находится в море, аналогично:
\[ m_{м} = S \cdot h_{м} \cdot d_{м} \]
Поскольку вес баржи не меняется при переходе из одной среды в другую, можем записать уравнение равновесия:
\[ S \cdot h_{р} \cdot d_{р} = S \cdot h_{м} \cdot d_{м} \]
Площадку \( S \) можем сократить, так как она одинакова в обоих случаях:
\[ h_{р} \cdot d_{р} = h_{м} \cdot d_{м} \]
Теперь подставим известные значения:
\[ 1,62 \cdot 1000 = 1,60 \cdot d_{м} \]
Решим уравнение для \( d_{м} \):
\[ 1620 = 1,60 \cdot d_{м} \]
Теперь выразим \( d_{м} \):
\[ d_{м} = \frac{1620}{1,60} = 1012,5 \, \text{кг/м}^3 \]
Таким образом, плотность воды в Каспийском море составляет 1012,5 кг/м³.