Agata zawiesiła na siłomierzu małą figurkę. Gdy figurka wisiała w powietrzu, siłomierz wskazywał 1 N, a gdy Agata zanurzyła figurkę w wodzie - wskazywał 0,9 N. Oblicz: a. wartość siły wyporu działającej na figurkę; b. masę wypartej przez figurkę wody; c. objętość figurki; d. masę figurki; e. gęstość substancji, z której wykonano figurkę.
F₁ = 1 N
F₂ = 0,9 N
Rozwiazanie
W powietrzu siłomierz wskazuje 1 N , a gdy to samo ciało zawieszone na siłomierzu zanurzymy w wodzie to wskazuje on
0,9 N, ponieważ działa siła wyporu o zwrocie przeciwnym do ciężaru więc siła wyporu
F = F₁ - F₂ = 1 N - 0,9N = 0,1 N
Z prawa Archimedesa wynika że siła wyporu jest równa ciężarowi cieczy wypartej czyli
F = Fc = m×g
m = F / g = 0,1 N / 10[m/s²] = 0,01 kg
natomiast masa
F₁ = m×g
m = F₁ / g = 1 N / 10[m/s²] = 0.1 kg
d)
F = ρgV
ρ - gęstość wody
V - objętość ciała
Z treści zadania wynika,że ciało jest całe zanurzone czyli:
V = F / ρg = 0,1 N / 1000 [kg / m³] ×10[m/s²] = 0,00001 m³
gęstość ciała:
ρ₁ = m / V = 0,1 kg / 0,00001 m³ = 10000 [kg/m³]