Чтобы определить вид материала, из которого изготовлен предмет, нам необходимо использовать информацию о его объёме, выталкивающей силе и законе Архимеда.
Шаг 1: Определение веса воды
Согласно закону Архимеда, выталкивающая сила (FA) равна весу вытесненной жидкости. В данном случае, поскольку объем предмета составляет 20 дм³ (или 20 литров), мы можем определить вес вытесненной воды.
Плотность воды примерно равна 1 г/см³, что эквивалентно 1000 кг/м³. Поскольку 1 дм³ = 1 litro = 1000 см³, мы имеем: \[ 1 \, \text{дм}^3 = 1 \, \text{кг} \] Тогда объём 20 дм³ весит: \[ 20 \, \text{дм}^3 = 20 \, \text{кг} \]
Шаг 2: Отношение выталкивающей силы к массе
Согласно закону Архимеда: \[ F_A = m_{\text{вода}} \cdot g \] где \(g\) — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).
Для выбора массы, которая соответствует весу 20 кг (где \(m_{\text{вода}} = 20 \, \text{кг}\)): \[ F_A = 20 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 = 196.2 \, \text{Н} \] Но выталкивающая сила (FA) у нас равна 160 Н.
Шаг 3: Определение плотности предмета
Плотность предмета (\(ρ\)) считается по формуле: \[ \rho = \frac{m}{V} \] где \(m\) — масса предмета, а \(V\) — объём предмета.
Сначала найдём массу предмета. Мы знаем, что выталкивающая сила меньше, чем вес воды, следовательно, масса предмета меньше на вес вытесненной воды.
Используем выталкивающую силу для нахождения массы предмета: \[ F_A = m \cdot g \] Отсюда: \[ m = \frac{F_A}{g} = \frac{160 \, \text{Н}}{9.81 \, \text{м/с²}} \approx 16.3 \, \text{кг} \]
Шаг 4: Плотность предмета
Теперь можем найти плотность предмета: \[ \rho = \frac{m}{V} = \frac{16.3 \, \text{кг}}{20 \, \text{дм}^3} = \frac{16.3 \, \text{кг}}{20 \, \text{л}} = 0.815 \, \text{кг/дм}^3 \]
Шаг 5: Определение материала
Теперь, зная плотность, мы можем определить вид материала с использованием таблицы плотностей. Плотность 0.815 кг/дм³ соответствует некоторым видам материалов, таким как:
- Пробка
- Пластмассы (в зависимости от типа)
В большинстве случаев это указывает на легкие пластиковые материалы или пробку.
Вывод
Предмет, объем которого составляет 20 дм³ и который имеет выталкивающую силу в 160 Н, вероятно, изготовлен из пробки или легкого пластикового материала.