Рассмотрим задачу поэтапно. Нам нужно найти плотность металла, исходя из данных о массе и объеме керосина в банке, а также о плотности керосина.
Дано:
- Масса самородка (m_{мет} = 11,кг,100,г = 11100,г)
- Плотность керосина (\rho_{кер} = 0,8,г/см^3)
- Объем банки (V_{банки} = 3,л = 3000,см^3)
Что происходит:
- Самородок погружают в керосин, после чего часть керосина смещается.
- Когда самородок вынут, банка наполовину пуста, то есть осталось половина объема керосина.
- Значит, изначальный объем керосина был такой, что, погружая в него самородок, объем смещённого керосина составляет определенную часть.
Задачи:
- Определить объем самородка (V_{мет}).
- Использовать принцип Архимеда:
- Вес самородка равен силе тяжести (\Rightarrow m_{мет} \cdot g).
- Вычитаем, что объем смещенного керосина равен объему самородка (V_{мет}).
- Понять, как изменилась масса керосина после погружения и вынутия.
Шаг 1: Влияние погружения самородка
Когда самородок погружают в керосин, его вытесненный объем керосина — это и есть объем самородка:
[
V_{мет} = \frac{m_{мет}}{\rho_{металл}}
]
Но пока это неизвестно, и задача — найти (\rho_{металл}).
Шаг 2: Определение объема керосина по условию
Пусть первоначальный объем керосина в банке — (V_{кер, нач} = V_{банки} = 3000,см^3).
После погружения самородка, объем керосина уменьшился, потому что часть керосина была вытеснена и вытекла, поскольку банка наполовину пустая.
По условию:
- Когда самородок вынут, банка оказалась наполовину пустой по объему керосина.
То есть, в банке осталось половина объема керосина:
[
V_{кер, ост} = \frac{V_{банки}}{2} = 1500,см^3
]
Это означает, что изначально, при погружении самородка, объем керосина был фактически:
[
V_{кер, нач} = 3000,см^3
]
Но так как после погружения керосин уменьшился до 1500,см^3, то при погружении части керосина вытеснилось и вытекло объемом:
[
V_{вытесненного} = V_{кер, нач} - V_{кер, ост} = 3000 - 1500 = 1500,см^3
]
Итак, объем вытесненного керосина равен 1500 см³, и это равен объему самородка:
[
V_{мет} = 1500,см^3
]
Шаг 3: Определение плотности металла
Масса самородка — 11100 г.
Объем самородка — 1500 см³.
Плотность металла:
[
\rho_{мет} = \frac{m_{мет}}{V_{мет}} = \frac{11100,г}{1500,см^3} = 7,4,г/см^3
]
Ответ:
[
\boxed{
\rho_{мет} \approx 7,4,g/cm^3
}
]
Это и есть искомая плотность металла, округленная до десятых.