Алекс собрал Голема в Майнкрафте, используя пять одинаковых по размеру железных кубиков. Схема сборки показана на рисунке. Верхний кубик - тыква с плотностью 0.8 г/см^3, а остальные кубики - железо с плотностью 8.0 г/см^3. Ребро каждого кубика равно 0.5 м. Найдите массу Голема и запишите ответ в килограммах. Также определите давление, которое Голем оказывает на землю (g = 10 Н/кг), и запишите ответ в килопаскалях. Во время погони за зомби, Голем упал в воду. Определите вес Голема, когда он полностью окружен водой с плотностью 1.0 г/см^3, и запишите ответ.
Светлячок
Чтобы найти массу Голема, нужно сначала найти массу каждого отдельного кубика, а затем сложить их все вместе. Плотность - это масса, деленная на объем.
Верхний кубик - тыква. Его плотность равна 0.8 г/см^3. Объем можно найти, умножив длину, ширину и высоту кубика:
\(V_1 = 0.5 \, \text{м} \times 0.5 \, \text{м} \times 0.5 \, \text{м} = 0.125 \, \text{м}^3\)
Массу тыквы можно найти, умножив плотность на объем:
\(m_1 = 0.8 \, \text{г/см}^3 \times 0.125 \, \text{м}^3 = 0.1 \, \text{кг}\)
Остальные кубики - железо. Их плотность равна 8.0 г/см^3. Объем каждого железного кубика также равен \(V_1 = 0.125 \, \text{м}^3\).
Массу каждого железного кубика можно найти, умножив плотность на объем:
\(m_2 = 8.0 \, \text{г/см}^3 \times 0.125 \, \text{м}^3 = 1.0 \, \text{кг}\)
Теперь нужно сложить массы всех кубиков:
\(m_{\text{Голем}} = m_1 + 4 \cdot m_2 = 0.1 \, \text{кг} + 4 \cdot 1.0 \, \text{кг} = 4.1 \, \text{кг}\)
Таким образом, масса Голема составляет 4.1 килограмма.
Давление, которое Голем оказывает на землю, можно найти, используя формулу:
\(P = \frac{F}{A}\)
Где \(F\) - сила, а \(A\) - площадь. Сила равна массе, умноженной на ускорение свободного падения \(g\), а площадь можно найти, умножив длину кубика на ширину кубика:
\(A = 0.5 \, \text{м} \times 0.5 \, \text{м} = 0.25 \, \text{м}^2\)
Теперь можем найти давление:
\(P = \frac{m_{\text{Голем}} \cdot g}{A} = \frac{4.1 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг}}{0.25 \, \text{м}^2} = 164 \, \text{кПа}\)
Таким образом, давление, которое Голем оказывает на землю, составляет 164 килопаскаля.
Когда Голем окружен водой, его вес будет равен силе Архимеда, которая действует на него. Сила Архимеда равна плотности среды, в которую погружен объект, умноженная на объем погруженной части объекта и ускорение свободного падения.
Учитывая, что Голем полностью окружен водой, плотность среды составляет 1.0 г/см^3, а его объем равен сумме объемов всех кубиков:
\(V_{\text{Голем}} = (0.125 \, \text{м}^3) \cdot 5 = 0.625 \, \text{м}^3\)
Теперь можем найти вес Голема:
\(F_{\text{Арх}} = \text{плотность среды} \times V_{\text{Голем}} \times g = 1.0 \, \text{г/см}^3 \times 0.625 \, \text{м}^3 \times 10 \, \text{Н/кг} = 6.25 \, \text{кН}\)
Таким образом, вес Голема, когда он полностью окружен водой, составляет 6.25 килоньютона.
Верхний кубик - тыква. Его плотность равна 0.8 г/см^3. Объем можно найти, умножив длину, ширину и высоту кубика:
\(V_1 = 0.5 \, \text{м} \times 0.5 \, \text{м} \times 0.5 \, \text{м} = 0.125 \, \text{м}^3\)
Массу тыквы можно найти, умножив плотность на объем:
\(m_1 = 0.8 \, \text{г/см}^3 \times 0.125 \, \text{м}^3 = 0.1 \, \text{кг}\)
Остальные кубики - железо. Их плотность равна 8.0 г/см^3. Объем каждого железного кубика также равен \(V_1 = 0.125 \, \text{м}^3\).
Массу каждого железного кубика можно найти, умножив плотность на объем:
\(m_2 = 8.0 \, \text{г/см}^3 \times 0.125 \, \text{м}^3 = 1.0 \, \text{кг}\)
Теперь нужно сложить массы всех кубиков:
\(m_{\text{Голем}} = m_1 + 4 \cdot m_2 = 0.1 \, \text{кг} + 4 \cdot 1.0 \, \text{кг} = 4.1 \, \text{кг}\)
Таким образом, масса Голема составляет 4.1 килограмма.
Давление, которое Голем оказывает на землю, можно найти, используя формулу:
\(P = \frac{F}{A}\)
Где \(F\) - сила, а \(A\) - площадь. Сила равна массе, умноженной на ускорение свободного падения \(g\), а площадь можно найти, умножив длину кубика на ширину кубика:
\(A = 0.5 \, \text{м} \times 0.5 \, \text{м} = 0.25 \, \text{м}^2\)
Теперь можем найти давление:
\(P = \frac{m_{\text{Голем}} \cdot g}{A} = \frac{4.1 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг}}{0.25 \, \text{м}^2} = 164 \, \text{кПа}\)
Таким образом, давление, которое Голем оказывает на землю, составляет 164 килопаскаля.
Когда Голем окружен водой, его вес будет равен силе Архимеда, которая действует на него. Сила Архимеда равна плотности среды, в которую погружен объект, умноженная на объем погруженной части объекта и ускорение свободного падения.
Учитывая, что Голем полностью окружен водой, плотность среды составляет 1.0 г/см^3, а его объем равен сумме объемов всех кубиков:
\(V_{\text{Голем}} = (0.125 \, \text{м}^3) \cdot 5 = 0.625 \, \text{м}^3\)
Теперь можем найти вес Голема:
\(F_{\text{Арх}} = \text{плотность среды} \times V_{\text{Голем}} \times g = 1.0 \, \text{г/см}^3 \times 0.625 \, \text{м}^3 \times 10 \, \text{Н/кг} = 6.25 \, \text{кН}\)
Таким образом, вес Голема, когда он полностью окружен водой, составляет 6.25 килоньютона.
Знаешь ответ?