Чтобы определить, всплывет ли тело в ацетоне или утонет, нужно учитывать два основных фактора: вес тела и выталкивающую силу (силу архимеда), действующую на него.
Шаг 1: Вычисление веса тела
Дано:
- Объем тела \( V = 0,01 \, \text{м}^3 \)
- Сила тяжести (вес) \( F_g = 75 \, \text{Н} \)
Этот вес мы уже знаем и составляет 75 Н.
Шаг 2: Плотность ацетона
Для этого решения нам нужно знать плотность ацетона. Плотность ацетона примерно равна \( 790 \, \text{кг/м}^3 \) (значение может немного варьироваться в зависимости от температуры).
Шаг 3: Вычисление силы Архимеда
Сила Архимеда (выталкивающая сила) определяется по формуле:
\[ F_a = V \cdot \rho \cdot g \]
где:
- \( V \) — объем погруженной части тела (в нашем случае весь объем тела, так как мы проверяем на всплывание или тонутие);
- \( \rho \) — плотность жидкости (для ацетона это \( 790 \, \text{кг/м}^3 \));
- \( g \) — ускорение свободного падения (принято считать \( g \approx 9,81 \, \text{м/с}^2 \)).
Подставляя значения, получаем:
\[ F_a = 0,01 \, \text{м}^3 \times 790 \, \text{кг/м}^3 \times 9,81 \, \text{м/с}^2 \]
Теперь произведем расчет:
\[ F_a = 0,01 \times 790 \times 9,81 = 77,358 \, \text{Н} \]
Шаг 4: Сравнение сил
Теперь у нас есть две силы:
- Вес тела \( F_g = 75 \, \text{Н} \)
- Выталкивающая сила \( F_a \approx 77,36 \, \text{Н} \)
Если сила Архимеда превышает вес тела, то тело будет всплывать. Если же вес тела больше, то оно утонет.
В данном случае:
\[ F_a (77,36 \, \text{Н}) > F_g (75 \, \text{Н}) \]
Вывод
Поскольку выталкивающая сила больше веса тела, то тело всплывет в ацетоне.