Краткое пояснение: Разница в весе тела в керосине и воде обусловлена разной выталкивающей силой. Используем это для нахождения плотности тела.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Обозначим вес тела в вакууме как \( P_0 \), вес в керосине \( P_k = 4 \) H, вес в воде \( P_w = 3.5 \) H.
- Шаг 2: Запишем силы Архимеда в керосине и воде:
- \( F_{Ak} = P_0 - P_k \)
- \( F_{Aw} = P_0 - P_w \)
- Шаг 3: Запишем формулы для сил Архимеда через объём тела \( V \) и плотности жидкостей:
- \( F_{Ak} = \rho_k g V \)
- \( F_{Aw} = \rho_w g V \)
- Шаг 4: Приравняем выражения для объёма \( V \) из формул сил Архимеда:
- \( V = \frac{P_0 - P_k}{\rho_k g} = \frac{P_0 - P_w}{\rho_w g} \)
- Шаг 5: Выразим \( P_0 \) из полученного уравнения:
- \( P_0 = \frac{P_w \rho_k - P_k \rho_w}{\rho_k - \rho_w} \)
- Шаг 6: Подставим известные значения плотностей керосина \( \rho_k = 800 \) кг/м³ и воды \( \rho_w = 1000 \) кг/м³:
- \( P_0 = \frac{3.5 \cdot 800 - 4 \cdot 1000}{800 - 1000} = \frac{2800 - 4000}{-200} = \frac{-1200}{-200} = 6 \) H
- Шаг 7: Найдем объём тела, используя силу Архимеда в воде:
- \( V = \frac{P_0 - P_w}{\rho_w g} = \frac{6 - 3.5}{1000 \cdot 10} = \frac{2.5}{10000} = 0.00025 \) м³
- Шаг 8: Найдем массу тела:
- \( m = \frac{P_0}{g} = \frac{6}{10} = 0.6 \) кг
- Шаг 9: Найдем плотность тела:
- \( \rho = \frac{m}{V} = \frac{0.6}{0.00025} = 2400 \) кг/м³
Ответ: 2400 кг/м³