К динамометру подвешено тело из сплава меди и серебра, его вес в воздухе равен 2,4 Н, а в воде 2,17 Н. Каковы массы меди и серебра в сплаве? Силой сопротивления воздуха пренебречь.
где Vвоздуха - объем тела в воздухе, w - плотность воды (плотность меди и серебра принимаем в кг/м^3), wвоздуха - плотность воздуха (принято равным 1,2 кг/м^3).
V = (2,4 * 9,8) / (9,8 - 2,17) ≈ 0,342 м^3.
Масса сплава равна:
m = w * V = w (mсеребра + mмеди),
где mсеребра и ммеди - массы серебра и меди соответственно.
Подставляем в формулу вес в воздухе и силу Архимеда:
2,4 = w 0,342 9,8 ⇔ w = 2,4 / (0,342 * 9,8) ≈ 0,72 кг/м^3.
Для начала найдем объем тела:
V = (Vвоздуха * w) / (wвоздуха - wводы),
где Vвоздуха - объем тела в воздухе, w - плотность воды (плотность меди и серебра принимаем в кг/м^3), wвоздуха - плотность воздуха (принято равным 1,2 кг/м^3).
V = (2,4 * 9,8) / (9,8 - 2,17) ≈ 0,342 м^3.
Масса сплава равна:
m = w * V = w (mсеребра + mмеди),
где mсеребра и ммеди - массы серебра и меди соответственно.
Подставляем в формулу вес в воздухе и силу Архимеда:
2,4 = w 0,342 9,8 ⇔ w = 2,4 / (0,342 * 9,8) ≈ 0,72 кг/м^3.
Используем условие веса в воде:
2,17 = 0,72 0,342 9,8 - 0,72 (mсеребра + mмеди) = 0,248 - 0,72 (mсеребра + mмеди).
Разрешаем это уравнение относительно mсеребра + mмеди:
0,72 * (mсеребра + mмеди) = 0,248 - 2,17 = -1,922
mсеребра + mмеди = 1,922 / 0,72 ≈ 2,67.
Из условия видим, что меди больше, чем серебра, таким образом mмеди = 2,67 - mсеребра. Подставляем это в формулу и находим массы:
2,67 = mсеребра + (2,67 - mсеребра) ⇔ mсеребра = 1,67 кг, mмеди = 1 кг.
Итак, масса меди в сплаве равна 1 кг, а масса серебра - 1,67 кг.