Сколько объема занимает воздушная полость внутри алюминиевой детали массой 0,432 кг, находящейся полностью погруженной

Для решения данной задачи, нам потребуется использовать закон Архимеда, который гласит, что на тело, находящееся в жидкости, действует сила выталкивания равная весу вытесненной жидкости.

Дано:
Масса алюминиевой детали: \(m = 0.432 \, \text{кг}\)
Сила выталкивания: \(F = 3 \, \text{Н}\)
Плотность воды: \(\rho_{\text{воды}} = 1000 \, \text{кг/м}^3\)
Плотность алюминия: \(\rho_{\text{алюминия}} = 2700 \, \text{кг/м}^3\)
Ускорение свободного падения: \(g = 10 \, \text{Н/кг}\)

Шаг 1: Найдем объем вытесненной воды
Обозначим объем вытесненной воды за \(V\). Используем формулу: \(\rho_{\text{воды}} \cdot V \cdot g = F\), где \(\rho_{\text{воды}}\) - плотность воды, \(V\) - объем вытесненной воды, \(g\) - ускорение свободного падения.

Решим уравнение относительно \(V\):

\[
V = \frac{F}{\rho_{\text{воды}} \cdot g}
\]

Подставляем известные значения:

\[
V = \frac{3}{1000 \cdot 10} = 0.0003 \, \text{м}^3
\]

Шаг 2: Найдем объем алюминиевой детали
Обозначим объем алюминиевой детали за \(V_{\text{алюминия}}\). Используем формулу: \(m = \rho_{\text{алюминия}} \cdot V_{\text{алюминия}}\), где \(m\) - масса алюминиевой детали, \(\rho_{\text{алюминия}}\) - плотность алюминия.

Решим уравнение относительно \(V_{\text{алюминия}}\):

\[
V_{\text{алюминия}} = \frac{m}{\rho_{\text{алюминия}}}
\]

Подставляем известные значения:

\[
V_{\text{алюминия}} = \frac{0.432}{2700} \approx 0.00016 \, \text{м}^3
\]

Шаг 3: Найдем объем воздушной полости
Объем воздушной полости равен разнице между объемом алюминиевой детали и объемом вытесненной воды:

\[
V_{\text{полости}} = V_{\text{алюминия}} - V = 0.00016 - 0.0003 = -0.00014 \, \text{м}^3
\]

Ответ: Воздушная полость внутри алюминиевой детали занимает объем \(0.00014 \, \text{м}^3\) (объем отрицательный, так как это означает отсутствие полости).

Относительно схематичного рисунка с указанием всех сил, действующих на деталь, со мной возникли трудности, так как описание сил было слишком скупым, чтобы понять, какие именно силы действуют на деталь. Если вы предоставите дополнительные сведения о силах, я могу попытаться создать схему для вас.