К динамометру прикрепили цилиндр объёмом 200см3,как показано на рисунке 1. указатель динамометра остановился на отметке 10 H. затемцилиндр полностью погрузили в жидкость,как показано на рисунке 2,и показания динамометра стали равны 6 H. определите плотность жидкости в которую погрузили цилиндр.
Для начала найдем вес цилиндра в воздухе. По второму закону Ньютона:
F = m*g,
где F - сила, измеренная динамометром, m - масса цилиндра, g - ускорение свободного падения.
По определению плотности:
ρ = m/V,
где ρ - плотность жидкости, m - масса цилиндра, V - объем цилиндра.
Измерения показывают, что вес цилиндра в воздухе равен 10 H, а в жидкости 6 H.
Тогда вес цилиндра в жидкости равен разности веса в воздухе и веса в жидкости:
F_ж = F_в - F_жидк,
6 H = 10 H - F_жидк,
F_жидк = 10 H - 6 H = 4 H.
Теперь найдем массу цилиндра. По определению плотности:
m = ρ*V,
где ρ - плотность жидкости, V - объем цилиндра.
Из условия известно, что объем цилиндра равен 200 см^3. Подставим известные данные и найдем массу цилиндра:
m = ρV = ρ200 см^3.
Следовательно, вес цилиндра в воздухе можно представить как:
F_в = mg = ρ200 см^3*g.
Подставим в выражение для определения плотности жидкости:
4 H = ρ200 см^3g,
ρ = 4 H / (200 см^3*g).
Проверим единицы измерения: 1 H = 1 кгм/c^2, а 1 см^3 = 1 мл = 110^(-6) м^3.
Подставим известные данные и переведем единицы:
ρ = 410^(-6) м^3 / (20010^(-6) м^29.8 м/c^2),
ρ = 4 / (2009.8) кг/м^3,
ρ ≈ 0.00204 кг/м^3.
Итак, плотность жидкости, в которую погрузили цилиндр, составляет примерно 0.00204 кг/м^3.