В сосуд налили воду, а сверху масло.Шарик плавает так, что в воду погружено 60 % его объёма, а в масло - 30 %. Сколько процентов объёма шарика будет находиться в воздухе, если он будет плавать в сосуде с одной только водой? Плотность воды 1000 кг/м³, плотность масла- 900 кг/м³.
Обозначим через V объем шарика, через V1 - объем шарика, который погружен в воду, через V2 - объем шарика, который погружен в масло, через V3 - объем шарика, который находится в воздухе.
Мы знаем, что: V1 = 0.6V, V2 = 0.3V, V3 = V - V1 - V2 = V - 0.6V - 0.3V = 0.1V.
Объем шарика, погруженного в воду, равен массе воды, которая вытеснена шариком. Масса вытесненной воды соответствует массе шарика, который погружен в воду. Аналогично для масла.
Обозначим через V объем шарика, через V1 - объем шарика, который погружен в воду, через V2 - объем шарика, который погружен в масло, через V3 - объем шарика, который находится в воздухе.
Мы знаем, что:
V1 = 0.6V,
V2 = 0.3V,
V3 = V - V1 - V2 = V - 0.6V - 0.3V = 0.1V.
Объем шарика, погруженного в воду, равен массе воды, которая вытеснена шариком. Масса вытесненной воды соответствует массе шарика, который погружен в воду. Аналогично для масла.
Масса шарика:
m = ρV,
где ρ - плотность шарика.
Масса вытесненной воды:
m_вода = ρ_вода V1 = 1000 0.6V = 600V.
Масса вытесненного масла:
m_масло = ρ_масло V2 = 900 0.3V = 270V.
Таким образом, воздух вытесняет массу:
m_воздух = m - m_вода - m_масло = ρV - 600V - 270V = ρV - 870V.
Относительный объем шарика в воздухе равен:
V3/V 100% = (ρV - 870V)/V 100% = (ρ - 870)/100%.
Таким образом, процент объема шарика, находящегося в воздухе, равен (ρ - 870)/100%.