Давайте разберемся с задачей пошагово.
Дано:
- Вес плиты в воздухе: \(220\, \text{Н}\).
- Плотность воды: \(\rho_{\text{воды}} = 1000\, \text{кг/м}^3\).
- Плотность мрамора: \(\rho_{\text{мрамора}} = 2700\, \text{кг/м}^3\).
- Нужно найти вес мраморной плиты в озере, то есть при погружении в воду.
Шаг 1. Найти массу плиты в воздухе
Вес — это сила Архимеда (выдержка веса) и сила тяжести.
Вес в воздухе равен силе тяжести:
\[ G = m \cdot g \]
где:
- \(G = 220\, \text{Н}\),
- \(g \approx 9{,}8\, \text{м/с}^2\).
Масса плиты:
\[ m = \frac{G}{g} = \frac{220}{9{,}8} \approx 22,45\, \text{кг} \]
Шаг 2. Найти объем плиты
Объем плиты \(V\) связан с ее массой и плотностью:
\[ V = \frac{m}{\rho_{\text{мрамора}}} \]
\[ V = \frac{22,45}{2700} \approx 8{,}319 \times 10^{-3}\, \text{м}^3 \]
Шаг 3. Вычислить силы при погружении
При погружении в воду сила Архимеда:
\[ F_{\text{архимед}} = \rho_{\text{воды}} \cdot V \cdot g \]
Подставим значения:
\[ F_{\text{архимед}} = 1000 \times 8{,}319 \times 10^{-3} \times 9{,}8 \]
\[ F_{\text{архимед}} \approx 1000 \times 8.319 \times 10^{-3} \times 9.8 \approx 81.56\, \text{Н} \]
Шаг 4. Найти вес плиты в воде
Вес в воде — это сила тяжести минус сила Архимеда:
\[ G_{\text{в воде}} = G - F_{\text{архимед}} = 220 - 81.56 \approx 138.44\, \text{Н} \]
Ответ:
Вес мраморной плиты в озере равен примерно 138 Н.
Округлим до целого числа — 138 Н.