Медный шар весит в воздухе 14,7 Н, в воде – 9,8 Н. Можно ли считать шар сплошным? Плотность меди 8900 м/кг 3 , плотность воды 1000 кг/м 3

Цель задачи: понять, можно ли считать шар сплошным медным.

Даны:

• Вес шарика в воздухе W_air = 14,7 Н
• Вес шарика в воде W_water = 9,8 Н
• Плотность меди ρ_m = 8900 кг/м^3
• Плотность воды ρ_w = 1000 кг/м^3
• Ускорение свободного падения g ≈ 9,8 м/с^2 (возьмём это значение для простоты)

1. Найдём массу шарика по весу в воздухе m = W_air / g ≈ 14,7 Н / 9,8 м/с^2 ≈ 1,50 кг

2. Найдём силу Архимеда (разницу весов между воздухом и водой) F_b = W_air - W_water = 14,7 - 9,8 = 4,9 Н

3. Найдём объём шарика по закону Архимеда F_b = ρ_w g V ⇒ V = F_b / (ρ_w g) V ≈ 4,9 Н / (1000 кг/м^3 × 9,8 м/с^2) ≈ 5.0 × 10^-4 м^3

4. Если шар был сплошным медным, его объём должен быть равен V_cu = m / ρ_m V_cu ≈ 1,50 кг / 8900 кг/м^3 ≈ 1.7 × 10^-4 м^3

5. Сопоставим объёмы

• Объём, полученный по Buoyant Force: V ≈ 5.0 × 10^-4 м^3
• Объём для сплошной меди: V_cu ≈ 1.7 × 10^-4 м^3

Они не совпадают: V_measured в 3 раза больше V_cu. Это значит, что данные противоречат гипотезе о сплошном медном шаре.

6. Проверка ещё раз по массам Если шар был бы сплошной медью, то масса и объём должны быть связаны так: m = ρ_m V_cu ≈ 8900 × 1.7 × 10^-4 ≈ 1.50 кг, что совпадает по массе с м, найденной по W_air. Но тогда сила Архимеда была бы F_b ≈ ρ_w g V_cu ≈ 1000 × 9,8 × 1.7 × 10^-4 ≈ 1.7 Н, и вес в воде должен был бы быть примерно 14,7 − 1,7 ≈ 13,0 Н, а не 9,8 Н. Это ещё раз противоречит данным.

Вывод

• Данные противоречат гипотезе о сплошном медном шаре: вес в воде и вес в воздухе не согласуются с плотностью меди.
• Поэтому невозможно считать шар сплошным медным. Скорее всего шар полый или made of другой материал (или есть ошибка измерений).

Ответ: Нет, по данным можно сделать вывод: шар не является сплошным медным.