Вопрос школьника
У мензурку з водою (рис. 1) занурили металевий
циліндр масою 675 г (рис. 2). З якої речовини
може бути виготовлений циліндр?
Ответ от учителя
Для того чтобы определить, из какого материала может быть изготовлен цилиндр, необходимо использовать закон Архимеда. Согласно этому закону, тело, погруженное в жидкость, испытывает силу, равную весу вытесненной жидкости.
В данном случае, когда цилиндр погружен в воду, он вытесняет определенный объем воды, который равен объему цилиндра. Этот объем можно определить, зная высоту цилиндра и его радиус.
Далее, необходимо измерить силу Архимеда, которую испытывает цилиндр в воде. Для этого нужно измерить объем воды, который вытесняется цилиндром, и умножить его на плотность воды.
После этого можно определить плотность материала, из которого изготовлен цилиндр, используя формулу:
плотность материала = масса цилиндра / объем цилиндра
Таким образом, для определения материала цилиндра необходимо выполнить следующие шаги:
1. Измерить высоту и радиус цилиндра.
2. Определить объем цилиндра по формуле V = πr^2h.
3. Измерить массу цилиндра.
4. Определить объем воды, вытесненной цилиндром, по формуле V = m/ρ, где m — масса воды, ρ — плотность воды.
5. Определить силу Архимеда по формуле F = ρgV, где g — ускорение свободного падения.
6. Сравнить силу Архимеда и вес цилиндра. Если сила Архимеда больше веса цилиндра, то цилиндр полностью погружен в воду и можно переходить к следующему шагу. Если сила Архимеда меньше веса цилиндра, то цилиндр не полностью погружен в воду и необходимо уменьшить его массу, удалив часть материала.
7. Определить плотность материала цилиндра по формуле плотность = масса цилиндра / объем цилиндра.
8. Сравнить полученную плотность с плотностями известных материалов и определить, из какого материала может быть изготовлен цилиндр.
