Так как вес игрушки в воде в 5 раз меньше ее веса в воздухе, то: P₀ = 5P₁ Вес игрушки в воде складывается из: P₁ = P₀ - Fa = P₀ - ρVg, где: ρ = 1000 кг/м³ - плотность воды V = m/ρ₀ - объем игрушки ρ₀ - плотность игрушки Тогда: P₀/5 = P₀ - ρVg P₀ = 5P₀ - 5ρVg 5ρVg = 4P₀ => V = 4P₀/5ρg = 4mg/5ρg = 4m/5ρ m/ρ₀ = 4m/5ρ ρ₀ = 5ρm/4m = 1,25ρ = 1250 (кг/м³)
Проверим: Предположим, что объем игрушки 1 дм³ = 10⁻³ м³ Тогда масса игрушки: m = ρV = 1250*10⁻³ = 1,25 (кг) На игрушку в воде действует выталкивающая сила, равная весу воды в объеме игрушки: Fa = ρVg = 1000*10⁻³*10 = 10 (H) Вес игрушки в воздухе: P₀ = mg = 12,5 (Н) Вес игрушки в воде: P₁ = P₀ - Fa = 12,5 - 10 = 2,5 (Н) Тогда отношение P₀/P₁ = 12,5/2,5 = 5
Устройство водопровода. На башне устанавливается большой бак с водой (водонапорная башня). От бака идут трубы с целым рядом ответвлений, вводимых в дома. Концы труб закрываются кранами. У крана давление воды, заполняющей трубы, равно давлению столба воды, имеющего высоту, равную разности высот между краном и свободной поверхностью воды в баке. Так как бак устанавливается на высоте десятков метров, то давление у крана может достигать нескольких атмосфер. Очевидно, что давление воды на верхних этажах меньше давления на нижних этажах. Вода в бак водонапорной башни подается насосами Водомерная трубка. На принципе сообщающихся сосудов устроены водомерные трубки для баков с водой. Такие трубки, например имеются на баках в железнодорожных вагонах. В открытой стеклянной трубке, присоединенной к баку, вода всегда стоит на том же уровне, что и в самом баке. Если водомерная трубка устанавливается на паровом котле, то верхний конец трубки соединяется с верхней частью котла, наполненной паром. Это делается для того, чтобы давления над свободной поверхностью воды в котле т в трубке были одинаковыми. Фонтаны Петергоф - великолепный ансамбль парков, дворцов и фонтанов. Это единственный ансамбль в мире, фонтаны которого работают без насосов и сложных водонапорных сооружений. В этих фонтанах используется принцип сообщающихся сосудов - учтены уровни фонтанов и прудов-хранилищ.
P₀ = 5P₁
Вес игрушки в воде складывается из: P₁ = P₀ - Fa = P₀ - ρVg,
где: ρ = 1000 кг/м³ - плотность воды
V = m/ρ₀ - объем игрушки
ρ₀ - плотность игрушки
Тогда:
P₀/5 = P₀ - ρVg
P₀ = 5P₀ - 5ρVg
5ρVg = 4P₀ => V = 4P₀/5ρg = 4mg/5ρg = 4m/5ρ
m/ρ₀ = 4m/5ρ
ρ₀ = 5ρm/4m = 1,25ρ = 1250 (кг/м³)
Проверим: Предположим, что объем игрушки 1 дм³ = 10⁻³ м³
Тогда масса игрушки: m = ρV = 1250*10⁻³ = 1,25 (кг)
На игрушку в воде действует выталкивающая сила,
равная весу воды в объеме игрушки:
Fa = ρVg = 1000*10⁻³*10 = 10 (H)
Вес игрушки в воздухе: P₀ = mg = 12,5 (Н)
Вес игрушки в воде: P₁ = P₀ - Fa = 12,5 - 10 = 2,5 (Н)
Тогда отношение
P₀/P₁ = 12,5/2,5 = 5
ответ: 1250 кг/м³