Для решения данной задачи мы можем воспользоваться законом Архимеда и формулой для расчета плотности.
Шаг 1: Понимание условий задачи.
Дано:
- Сила давления на опору в воздухе (F_воздух) = 2,8 Н
- Сила давления на опору в воде (F_вода) = 1,7 Н
Согласно закону Архимеда, разность сил, с которой тело давит на опору в воздухе и в воде, равна весу вытесненной водой части тела. Мы можем записать это уравнение:
\[ F_{воздух} - F_{вода} = F_{выталкивающая} \]
где \( F_{выталкивающая} \) — это сила, равная весу вытесненной массы воды.
Шаг 2: Расчет силы выталкивания.
\[ F_{выталкивающая} = F_{воздух} - F_{вода} \] \[ F_{выталкивающая} = 2,8 \, Н - 1,7 \, Н = 1,1 \, Н \]
Шаг 3: Использование закона Архимеда.
Сила, с которой тело выталкивается из воды, равна весу вытесненной воды:
\[ F_{выталкивающая} = \rho_{вода} \cdot V \cdot g \]
где:
- \( \rho_{вода} \) — плотность воды (приблизительно 1000 кг/м³),
- \( V \) — объем тела,
- \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно 9,81 м/с²).
Шаг 4: Переписываем формулу для плотности тела.
Также известно, что сила в воздухе равна весу самого тела:
\[ F_{воздух} = \rho_{тела} \cdot V \cdot g \]
где \( \rho_{тела} \) — плотность искомого тела. Теперь выразим объем \( V \):
Из первого уравнения:
\[ V = \frac{F_{выталкивающая}}{\rho_{вода} \cdot g} = \frac{1,1}{1000 \cdot 9,81} \]
Из второго уравнения:
\[ V = \frac{F_{воздух}}{\rho_{тела} \cdot g} \]
Шаг 5: Подстановка и решение.
Поскольку оба выражения равны, приравняем их:
\[ \frac{1,1}{1000 \cdot 9,81} = \frac{2,8}{\rho_{тела} \cdot 9,81} \]
Сократив на \( g \):
\[ \frac{1,1}{1000} = \frac{2,8}{\rho_{тела}} \]
Теперь выразим \( \rho_{тела} \):
\[ \rho_{тела} = \frac{2,8 \cdot 1000}{1,1} \] \[ \rho_{тела} \approx 2545,45 \, кг/м³ \]
Шаг 6: Перевод единиц измерения.
Плотность в кг/м³ для удобства можем перевести в кг/дм³:
1 м³ = 1000 дм³, следовательно:
\[ \rho_{тела} \approx 2,545 \, кг/дм³ \]
Шаг 7: Ответ.
Теперь смотрим среди предложенных вариантов. Чтобы выбрать ближайший, округлим значение до одной цифры после запятой:
Таким образом, искомая плотность тела составляет примерно 2,6 кг/дм³. Правильный ответ:
В. 2,6 кг/дм³.