Как найти плотность шарика в жидкости - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Условие задачи:

В воде плавает шар, погрузившись на 0,25 своего объема. Определить плотность материала шара.

Задача №3.3.1 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

(V_{п}=0,25V), (rho-?)

Решение задачи:

Если шар плавает, значит сила Архимеда равна силе тяжести:

[{F_А} = mg]

Силу Архимеда находят по формуле:

[{F_А} = {rho _в}g{V_п}]

В этой формуле (rho_{в}) – плотность воды (жидкости, в которую погружен шар), (V_{п}) – объем погруженной части шара.

Массу шара можно найти как произведение плотности материала шара (rho) на его полный объем (V).

[m = rho V]

Тогда имеем:

[{rho _в}g{V_п} = rho Vg]

[{rho _в}{V_п} = rho V]

Так как по условию (V_{п}=0,25V), то:

[{rho _в} cdot 0,25V = rho V]

В итоге:

[rho = 0,25{rho _в}]

Плотность воды равна 1000 кг/м³, поэтому плотность материала, из которого изготовлен шарик, равна:

[rho = 0,25 cdot 1000 = 250;кг/м^3 = 0,25;г/см^3]

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

3.2.24 С какой силой давит атмосферный воздух на обложку книги размером 12×20 см2
3.3.2 Брусок дерева плавает в воде. Объем погруженной части бруска 36 см3. Определить
3.3.3 Льдина плавает на поверхности воды. Часть её объема, равная 150 м3, находится

Источник

В вашем распоряжении имеются весы с разновесами, измерительный цилиндр с водой и металлический шарик на нити. Предложите, как определить плотность шарика.

reshalka.com

ГДЗ учебник по физике 7 класс Перышкин. §22. Задание. Номер №•

Решение

С помощью измерительного цилиндра с водой найдём объём шарика. Сделаем отметку на цилиндре об уровне налитой воды, затем опустим в цилинд шарик. Уровень воды повысится, сделаем отметку на цилиндре об уровне воды с учётом погружённого шарика. Разность делений будет равен объему шарика.
С помощью весов с разновесями определим массу шарика.На одну чашку весов нужно поместить шарик. На другую поставить гири, массы которых известны, до тех пор, пока весы не окажутся в равновесии. Масса шарика будет равна общей массе гирь.
Вычислим плотность по формуле:
ρ

=

m
V

, где ρ − плотность вещества, m − масса, V − объём.

Источник

Как нам уже известно, плотность есть отношение массы к объему. Массу шарика мы без труда узнаем с помощью имеющихся весов. А вот объем шарика определяется следующим образом: в измерительный цилиндр наливаем достаточное количество воды, и запоминаем, на какой отметке находится уровень налитой воды, затем опускаем в цилиндр шарик. Вода поднимается на некоторый уровень. Теперь найдем разность двух чисел (объем воды без шарика и объем воды с погруженным в цилиндр шариком). Это и будет объем нашего шарика. Объяснение этого утверждения будет рассмотрено позднее в курсе физики. Теперь нам лишь осталось разделить массу на объем и получим плотность материала, из которого изготовлен шарик.

Источник

Шарик покоится на границе раздела сред (см. рис.). Определите плотность шарика, если в воду шарик погружен на 1/4 часть своего объема.

Спрятать решение

Решение.

По условию объем погруженной части шарика в воду равен объема, следовательно, в керосин будет погружена от объема шарика. На шарик действуют силы Архимеда со стороны керосина и воды, направленные вверх, и сила тяжести, направленная вниз. Так как шарик находится в равновесии, то Сила Архимеда со стороны керосина со стороны воды масса шарика Объединяя формулы, находим плотность шарика

Ответ:

Спрятать критерии

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины	2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла	0
Максимальный балл	2

Источник

Экспериментальное
задание

«Шарик,
подвешенный на пружине, опускают в воду. Определите плотность материала шарика»

Цель работы: определить
плотность материала шарика.

Задачи:

·
составить план эксперимента;

·
провести
соответствующие измерения и вычисления;

·
оформить
результаты эксперимента.

План работы

1.
Продумать
способы выполнения эксперимента, для помощи использовать литературу и
научно-популярные сайты Интернет.

2.
Взять
необходимое оборудование.

3.
Выполнить
эксперимент, производя необходимые расчеты.

4.
Оформить
результаты работы.

5.
Проанализировать
результаты и дайте их обоснование.

6.
Сделать
выводы.

Теоретический
материал

На шарик,
подвешенный на пружине, действуют в воздухе две силы: сила тяжести F_т
= mg,
направленная вниз, и сила упругости пружины F₁
= kx₁,
направленная вверх. Шарик покоится, эти силы уравновешивают друг друга. mg
= kx₁,
где k
— жесткость пружины.

В
воде на шарик действуют уже три силы. Это сила тяжести F_т
= mg,
направленная вниз, и сила упругости пружины F₂
= kx₂,
направленная вверх и направленная вверх архимедова сила F_а
= _т, где
— плотность воды.

Равнодействующая
этих сил равна нулю.

Оборудование:
шарик, пружина, вода, линейка.

Ход работы

1.
Найдём
в таблице значение плотности воды.

2.
Определим
растяжение пружины x₁. Для
этого измерим длину недеформированной пружины ℓ, затем деформированной ℓ₁(когда
к ней подвесили шарик). x₁ = ℓ₁
— ℓ

3.
Опустим
шарик на пружине в воду. Вновь измерим длину деформированной пружины ℓ₂.
Определим растяжение пружины

x₂ = ℓ₂
— ℓ

4.
Определим
плотность материала шарика по выведенной формуле.

5.
Результаты
занесем в таблицу.

Таблица

г/cм³

ℓ

см

ℓ₁

см

ℓ₂

см

X₁ = ℓ₁ — ℓ

см

X₂=
ℓ₂
— ℓ

см

г/cм³

90,05

12,60,05

11,60,05

3,60,1

2,60,1

3,6

Рассчитаем
относительную погрешность о формуле +

+ ≈ 0,066 = 6,6%

Вывод:
Плотность материала шарика 3, 6 г/см³ = 3600 кг/м³

На
уроке физики мы определяли плотность вещества с помощью измерительного цилиндра
и весов. Мы решили проверить, насколько будут различаться вычисленные нами
плотности материала шарика.

Плотность
материала шарика можно определить по формуле ρ=

Массу
шарика определили на весах m
= 47,2 г 0,5 г

Объём
с помощью измерительного цилиндра V
= 13 см³ 0,5 см³

ρ
= 47,2 : 13 ≈ 3,63 (г/см³)
= 3630 кг/м³

Относительная
погрешность = + ≈
0, 05 = 5%

Плотность
материала шарика 3630 кг/м³

Мы видим, что
полученные результаты незначительно отличаются друг от друга. Первым способом
определить гораздо быстрее, только точнее нужно измерять длину пружины.

Источник