Плотность тела - скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму:
ρ = m/V
Для определения массы тела сравним его массу с массой разновесов, поместив стальной цилиндр на одну чашку весов, а разновесы на другую до достижения равновесия. Допустим, полученная масса цилиндра m = 390 г.
Для определения объема тела нальем в мерный цилиндр воды до определенного числового значения, близкого к половине цилиндра. Например до значения V₀ = 500 мл. Затем опустим стальной цилиндр в воду так, чтобы он полностью скрылся под водой. Как известно из закона Архимеда, тело, погруженное в жидкость, вытесняет количество жидкости, равное объему погруженного тела.
Замеряем новый уровень воды в цилиндре. Допустим, он будет V₁ = 550 мл. Очевидно, что разницу в объемах воды составляет объем стального цилиндра:
V = V₁ - V₀ = 550 - 500 = 50 (мл) = 50 см³
Определяем плотность вещества из которого изготовлен цилиндр:
ρ = m/V = 390 : 50 = 7,8 (г/см³) = 7800 кг/м³
Сравниваем с табличным значением плотности тел. Данная плотность соответствует плотности стали.
Дано:
h = 5 м
V = 0,6 м³
p камня = 2500 кг/м³
р воды = 1000 кг/м³
Найти: А - ?
Т.к. камень поднимают в воде, то на него действует сила Архимеда (выталкивающая сила) и сила тяжести. Для того, чтобы поднять данный камень в воде, нужно приложить силу F, которая является равнодействующей F а и F тяж:
F = F тяж - F a
F тяж = m × g = p камня × V × g
F a = p воды × V × g
F = p камня × V × g - p воды × V × g = V × g × (p камня - р воды)
А = F × h
=> A = V × g × h × (p камня - р воды)
А = 0,6 м³ × 10 Н/кг × 5 м × (2500 кг/м³ - 1000 кг/м³) = 45 000 Дж = 45 кДж
