Для решения этой задачи необходимо определить, является ли цинковый шар сплошным или полым, исходя из данных о его весе и силе Archimedes при погружении в воду.
Дано:
- Вес шара в воздухе: \( W = 7,2 \text{ Н} \)
- Сила Archimedes при погружении: \( F_A = 5,8 \text{ Н} \)
Шаг 1. Определение массы шара
Вес — это сила, с которой Земля притягивает объект: \[ W = mg \] где:
- \( W \) — вес,
- \( m \) — масса,
- \( g \) — ускорение свободного падения (\( г \approx 9,8 \text{ м/с}^2 \)).
Масса шара: \[ m = \frac{W}{g} = \frac{7,2}{9,8} \approx 0,7347 \text{ кг} \]
Шаг 2. Определение аппроксимации объема шара
Сила Archimedes: \[ F_A = \rho_{вода} \cdot g \cdot V \] где:
- \( \rho_{вода} \) — плотность воды (\( \approx 1000 \text{ кг/м}^3 \)),
- \( V \) — объем шара.
Перепишем: \[ V = \frac{F_A}{\rho_{вода} \cdot g} \]
Подставим значения: \[ V = \frac{5,8}{1000 \times 9,8} \approx \frac{5,8}{9800} \approx 5,92 \times 10^{-4} \text{ м}^3 \]
Шаг 3. Определение плотности шара
Плотность тела: \[ \rho_{шар} = \frac{m}{V} \] подставим полученные значения: \[ \rho_{шар} = \frac{0,7347}{5,92 \times 10^{-4}} \approx 1241 \text{ кг/м}^3 \]
Шаг 4. Анализ результата
Плотность цинка: \[ \rho_{цинк} \approx 7130 \text{ кг/м}^3 \] Плотность сплошного цинкового шара (\( \rho_{спл}\)): \[ \rho_{шар} \ll \rho_{цинк} \] Это указывает на то, что внутри шара есть полости или он полностью полый, поскольку его плотность значительно меньше плотности чистого цинка.
Вывод:
Поскольку рассчитанная плотность шара — около 1241 кг/м³, что гораздо меньше плотности цинка, скорее всего, у этого шара есть полость или он полностью полый внутри (значит, не сплошной).
Если нужно более детально, я могу помочь с дополнительными объяснениями!