Чтобы рассчитать плотность материала объекта, утонувшего в жидкости, давайте воспользуемся данными из задачи и ниже приведенными шагами.
Обозначим:
- \( W_{a} \) — вес объекта в воздухе.
- \( W_{w} \) — вес объекта в жидкости.
- \( \rho_{l} \) — плотность жидкости.
- \( \rho_{m} \) — плотность материала объекта.
- \( V \) — объем объекта.
- \( g \) — ускорение свободного падения (в данном случае \( g = 10 \, \text{м/с}^2 \)).
Согласно условию, вес объекта в воздухе в 8 раз больше его веса в жидкости:
\[ W_{a} = 8 \times W_{w} \]
Вес объекта в воздухе можно выразить как:
\[ W_{a} = \rho_{m} \cdot V \cdot g \]
Вес объекта в жидкости определяется как:
\[ W_{w} = \rho_{m} \cdot V \cdot g - F_{v} \]
где \( F_{v} \) — сила архимеда, которая равна весу вытесненной жидкости:
\[ F_{v} = \rho_{l} \cdot V \cdot g \]
Таким образом, подставим \( F_{v} \) в формулу для \( W_{w} \):
\[ W_{w} = \rho_{m} \cdot V \cdot g - \rho_{l} \cdot V \cdot g \]
Упрощаем выражение:
\[ W_{w} = V \cdot g \cdot (\rho_{m} - \rho_{l}) \]
Теперь подставим все данные в первое уравнение:
\[ \rho_{m} \cdot V \cdot g = 8 \cdot V \cdot g \cdot (\rho_{m} - \rho_{l}) \]
Сократим на \( V \cdot g \) (объект всплывающий и тяжелый):
\[ \rho_{m} = 8 \cdot (\rho_{m} - \rho_{l}) \]
Подставим значение плотности жидкости \( \rho_{l} = 900 \, \text{кг/м}^3 \):
\[ \rho_{m} = 8 \cdot (\rho_{m} - 900) \]
Решим это уравнение:
\[ \rho_{m} = 8\rho_{m} - 7200 \]
Соберем все \( \rho_{m} \) на одной стороне:
\[ 7200 = 8\rho_{m} - \rho_{m} \]
\[ 7200 = 7\rho_{m} \]
Теперь решим для \( \rho_{m} \):
\[ \rho_{m} = \frac{7200}{7} \approx 1028.57 \, \text{кг/м}^3 \]
Округляем до десятых:
\[ \rho_{m} \approx 1028.6 \, \text{кг/м}^3 \]
Таким образом, плотность материала объекта составляет примерно 1028.6 кг/м³.