Чтобы определить, какая часть пробкового кубика погружена в спирте, нужно использовать принцип Архимеда. Он гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует подъемная сила, равная весу вытесненной жидкости.
Для начала, необходимо знать плотность пробки и спирта.
- Плотность пробки (обычно) примерно 0.24 - 0.3 г/см³.
- Плотность спирта (этанола) примерно 0.789 г/см³.
Поскольку плотность пробки меньше плотности спирта, кубик частично будет погружен в жидкость. Если обозначить объем кубика как ( V ), то вес кубика ( W_{\text{кубика}} = \rho_{\text{пробки}} \cdot V ), где ( \rho_{\text{пробки}} ) — плотность пробки.
Подъемная сила, действующая на кубик, равна весу вытесненной жидкости: ( W_{\text{подъемной}} = \rho_{\text{спирта}} \cdot V_{\text{вытесненной}} ).
В состоянии равновесия, когда кубик плавает, подъемная сила равна весу кубика:
[
\rho_{\text{спирта}} \cdot V_{\text{вытесненной}} = \rho_{\text{пробки}} \cdot V
]
Отсюда можно выразить, какую часть кубика ( V_{\text{вытесненной}} ) погружена в спирт:
[
V_{\text{вытесненной}} = \frac{\rho_{\text{пробки}}}{\rho_{\text{спирта}}} \cdot V
]
Теперь подставляя значения:
[
V_{\text{вытесненной}} = \frac{0.24 \text{ (г/см³)}}{0.789 \text{ (г/см³)}} \cdot V \approx 0.304 \cdot V
]
Таким образом, примерно 30.4% кубика погружены в спирт. Если взять 0.3 для упрощения, то можно сказать, что около одной трети кубика находится в спирте.
