Какова масса самородка золота, включая кварц, если его вес в воздухе составляет 1,32 Н, а выталкивающая сила

Какова масса самородка золота, включая кварц, если его вес в воздухе составляет 1,32 Н, а выталкивающая сила при погружении в воду равна 0,2 Н? Предполагая, что плотность кварца составляет 2600 кг/м3, где сколько золота содержится в самородке?
Sladkiy_Assasin

Sladkiy_Assasin

Для решения этой задачи, нам понадобится использовать закон Архимеда и понятия плотности.

1. Закон Архимеда гласит, что выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна весу вытесненной этой жидкостью массы тела.

2. Мы знаем, что выталкивающая сила воды составляет 0,2 Н. Это и является весом вытесненной воды.

3. Также, поскольку самородок золота погружен в воду, мы можем сказать, что вес самородка в воздухе минус выталкивающая сила воды будет равняться весу всего самородка.

4. Вес самородка в воздухе равен 1,32 Н, а выталкивающая сила воды равна 0,2 Н. Запишем это в уравнение:
\[Вес_{самородка} - Выталкивающая\;сила_{воды} = 1,32\;Н - 0,2\;Н\]

5. Чтобы найти массу самородка, воспользуемся формулой для веса:
\[Вес = Масса \cdot g\]
Где g - ускорение свободного падения, примерно равное 9,8 м/с².

6. Мы можем переписать уравнение, используя формулу для веса:
\[Масса_{самородка} \cdot g - Масса_{воды} \cdot g = 1,32\;Н - 0,2\;Н\]
Здесь мы заменили выталкивающую силу воды на вес вытесненной ею массы.

7. Ускорение свободного падения g сократится на обеих сторонах уравнения, поэтому получим:
\[Масса_{самородка} - Масса_{воды} = \frac{{1,32\;Н - 0,2\;Н}}{g}\]

8. Плотность вытесненной воды равна плотности самородка, так как они полностью погружены в воду. Заменим массу воды на плотность умноженную на объем:
\[Масса_{самородка} - Плотность_{воды} \cdot Объем_{воды} = \frac{{1,32\;Н - 0,2\;Н}}{g}\]

9. Объем вытесненной воды можно найти, используя формулу:
\[Объем = \frac{{Вес_{воды}}}{{Плотность_{воды} \cdot g}}\]
Подставим известные значения и решим для объема:
\[Объем_{воды} = \frac{{0,2\;Н}}{{1000\;кг/м^3 \cdot 9,8\;м/с^2}}\]

10. Теперь мы можем заменить массу воды на плотность умноженную на объем в уравнении в пункте 8, чтобы найти массу самородка:
\[Масса_{самородка} - Плотность_{воды} \cdot Объем_{воды} = \frac{{1,32\;Н - 0,2\;Н}}{{g}}\]
\[Масса_{самородка} - 1000\;кг/м^3 \cdot Объем_{воды} = \frac{{1,32\;Н - 0,2\;Н}}{{9,8\;м/с^2}}\]

11. Теперь заменим объем воды на найденное в пункте 9 значение и решим уравнение:
\[Масса_{самородка} - 1000\;кг/м^3 \cdot \frac{{0,2\;Н}}{{1000\;кг/м^3 \cdot 9,8\;м/с^2}} = \frac{{1,32\;Н - 0,2\;Н}}{{9,8\;м/с^2}}\]

12. Решим данное уравнение и найдем массу самородка золота:
\[Масса_{самородка} \approx \frac{{1,32\;Н - 0,2\;Н}}{{9,8\;м/с^2}} + 0,02\;кг \cdot \frac{{9,8\;м/с^2}}{{1000\;кг/м^3}}\]

13. Итак, масса самородка золота составляет примерно полученное значение.

Оставляю вам расчет для окончательного ответа.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello