Алюминиевый шарик с герметичной внутренней полостью аккуратно опустили в измерительный цилиндр, заполненный водой. При этом объём вытесненной жидкости был равен 21 мл. Затем этот же шарик аккуратно опустили в измерительный цилиндр, заполненный керосином. В этом случае объём вытесненной жидкости равнялся 25 мл. Найдите массу шарика, его объём и объём полости. Плотность алюминия 0 = 2,7 г/см 3 , воды 1 = 1,0 г/см 3 , керосина 2 = 0,8 г/см 3 . Шарик не касался стенок цилиндра, уровень жидкости в цилиндре всегда был в несколько раз больше диаметра шарика.
Для решения данной задачи воспользуемся законом Архимеда, который гласит, что величина поднимающей силы равна величине веса вытесненной жидкости.
Найдем объем шарика:
V_шарика = V_всего - V_полости,
где V_всего - объем вытесненной жидкости при погружении шарика в воду (21 мл),
V_полости - объем вытесненной жидкости при погружении шарика в керосин (25 мл).
Тогда V_шарика = 25 мл - 21 мл = 4 мл.
Найдем объем полости:
V_полости = V_шарика p_2 / p_0,
где p_2 - плотность керосина (0,8 г/см^3),
p_0 - плотность алюминия (2,7 г/см^3).
Тогда V_полости = 4 мл 0,8 г/см^3 / 2,7 г/см^3 ≈ 1,1852 мл.
Найдем массу шарика:
m_шарика = V_шарика p_0,
где p_0 - плотность алюминия (2,7 г/см^3).
Тогда m_шарика = 4 мл 2,7 г/см^3 = 10,8 г.
Итак, масса шарика составляет 10,8 г, его объем - 4 мл, а объем полости - приблизительно 1,1852 мл.