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.
