Какова длина ребра куба, плавающего в широком сосуде с водой (ρ = 1,0 г/см3), если средняя плотность вещества куба <ρ0> = 0,60 г/см3 и минимальная работа, необходимая для его полного извлечения из воды, составляет A = 5,12 Дж?
Ледяная_Душа
Для решения данной задачи воспользуемся принципом Архимеда.
Принцип Архимеда гласит: "Тело, погруженное в жидкость, испытывает всплывающую силу, равную весу вытесненной жидкости".
В данном случае, куб плавает в воде, следовательно, вес вытесненной воды равен весу куба. Воспользуемся формулой для расчета веса тела:
\[ W = m \cdot g \]
где W - вес тела (в данном случае это вес куба, который мы и ищем), m - масса тела, g - ускорение свободного падения.
Масса тела можно вычислить, зная его объем и плотность:
\[ m = V \cdot \rho \]
где m - масса тела, V - объем тела, \(\rho\) - плотность вещества тела.
Объем тела куба равен:
\[ V = a^3 \]
где a - длина ребра куба.
Подставим выражение для массы тела в формулу для веса:
\[ W = V \cdot \rho \cdot g \]
\[ W = a^3 \cdot \rho \cdot g \]
Теперь у нас есть формула, которую мы можем использовать для поиска длины ребра куба. Но прежде чем продолжить, нам понадобится узнать значение ускорения свободного падения. Взято стандартное значение g = 9,8 м/с^2.
Теперь, чтобы найти длину ребра куба, подставим известные значения в уравнение:
\[ 5,12 = a^3 \cdot 0,60 \cdot 9,8 \]
\[ a^3 = \frac{5,12} {0,60 \cdot 9,8} \]
\[ a^3 \approx 0,8718 \]
\[ a \approx \sqrt[3] {0,8718} \]
Высчитаем кубический корень:
\[ a \approx 0,947 \]
Таким образом, длина ребра куба, плавающего в широком сосуде с водой, составляет около 0,947 см.
Принцип Архимеда гласит: "Тело, погруженное в жидкость, испытывает всплывающую силу, равную весу вытесненной жидкости".
В данном случае, куб плавает в воде, следовательно, вес вытесненной воды равен весу куба. Воспользуемся формулой для расчета веса тела:
\[ W = m \cdot g \]
где W - вес тела (в данном случае это вес куба, который мы и ищем), m - масса тела, g - ускорение свободного падения.
Масса тела можно вычислить, зная его объем и плотность:
\[ m = V \cdot \rho \]
где m - масса тела, V - объем тела, \(\rho\) - плотность вещества тела.
Объем тела куба равен:
\[ V = a^3 \]
где a - длина ребра куба.
Подставим выражение для массы тела в формулу для веса:
\[ W = V \cdot \rho \cdot g \]
\[ W = a^3 \cdot \rho \cdot g \]
Теперь у нас есть формула, которую мы можем использовать для поиска длины ребра куба. Но прежде чем продолжить, нам понадобится узнать значение ускорения свободного падения. Взято стандартное значение g = 9,8 м/с^2.
Теперь, чтобы найти длину ребра куба, подставим известные значения в уравнение:
\[ 5,12 = a^3 \cdot 0,60 \cdot 9,8 \]
\[ a^3 = \frac{5,12} {0,60 \cdot 9,8} \]
\[ a^3 \approx 0,8718 \]
\[ a \approx \sqrt[3] {0,8718} \]
Высчитаем кубический корень:
\[ a \approx 0,947 \]
Таким образом, длина ребра куба, плавающего в широком сосуде с водой, составляет около 0,947 см.
Знаешь ответ?