4. Цинковый шар весит 3,6Н, а при погружении в воду – 2,8H. Сплошной ли это шар или имеет полость? Если шар полый, то чему равен объем полости? (Ответ: 30см³)

Решение:

Давай решим эту задачу по физике. Нам нужно определить, сплошной ли цинковый шар или имеет полость, и если имеет полость, то какой объем этой полости.

Известно, что вес шара в воздухе P_возд = 3.6 Н, а вес шара в воде P_вода = 2.8 Н.

Сила Архимеда (выталкивающая сила), действующая на шар в воде, равна разнице между весом шара в воздухе и весом шара в воде: F_арх = P_возд - P_вода = 3.6 Н - 2.8 Н = 0.8 Н.

Сила Архимеда рассчитывается по формуле: F_арх = ρ_воды * V_вытесн * g, где ρ_воды - плотность воды (1000 кг/м³), V_вытесн - объем вытесненной воды (равен объему шара), g - ускорение свободного падения (9.8 м/с²).

Выразим объем шара: V_шара = F_арх / (ρ_воды * g) = 0.8 Н / (1000 кг/м³ * 9.8 м/с²) = 0.00008163 м³ = 81.63 см³.

Теперь определим объем цинка, из которого сделан шар. Масса шара равна его весу, деленному на ускорение свободного падения: m = P_возд / g = 3.6 Н / 9.8 м/с² = 0.3673 кг.

Плотность цинка ρ_цинка примерно равна 7140 кг/м³.

Объем цинка V_цинка = m / ρ_цинка = 0.3673 кг / 7140 кг/м³ = 0.00005144 м³ = 51.44 см³.

Сравним объем шара (81.63 см³) и объем цинка (51.44 см³). Видим, что объем шара больше объема цинка, следовательно, шар имеет полость.

Объем полости равен разнице между объемом шара и объемом цинка: V_полости = V_шара - V_цинка = 81.63 см³ - 51.44 см³ = 30.19 см³.

Округлим до 30 см³.

Ответ: Шар имеет полость, объем полости равен 30 см³.