Выталкивающая сила, действующая на шар при его полном погружении, равна весу воды в объеме этого шара:
F(a) = ρ(в)gV = 1000 · 10 · 4,15·10⁻⁴ = 4,15 (H)
Таким образом, если бы шар был сплошным, то его вес в воде при полном погружении составил бы:
P' = P - F(a) = 36,9 - 4,15 = 32,75 (H)
Очевидно, что полученное значение не совпадает с данным. Значит, наше предположение было неверным и в шаре существует полость. Попробуем найти объем этой полости:
Разница в весе шара в воде без полости и с полостью:
P' = F(a)' = 32,75 - 26,7 = 6,05 (H)
Такая разница в выталкивающей силе появится при увеличении объема шара на:
V' = F(a)'/ρ(в)g = 6,05 : 10000 = 6,05·10⁻⁴ (м³)
Объем сплошного медного шара с таким весом в воздухе, как мы выяснили:
V = 4,15·10⁻⁴ (м³)
Разница объемов и будет приходиться на полость внутри шара:
Жидкость внутреннее строение Жидкое состояние. Структура жидкости. Жидкость имеет много общего с твердым состоянием. Компактное расположение частиц обусловливает высокую плотность и малую сжимаемость по сравнению с газами. Структура и внутреннее строение жидкостей и твердых тел во многом схожи и характеризуются упорядоченным расположением частиц. У кристаллических твердых тел упорядочение распространяется на огромное количество межатомных расстояний, т. е. ближний порядок переходит в дальний. В жидкости вследствие относительно высокой подвижности частиц упорядоченность ограничивается небольшими островками (агрегатами, или кластерами ), причем последние ориентированы друг относительно друга беспорядочно и часть пространства между ними остается не заполненной веществом. Эти образования нестабильны, связи в них постоянно разрушаются и вновь возникают. При этом происходит обмен частицами между соседними кластерами. Таким образом, в структурном отношении для жидкости характерно наличие лабильного (подвижного) равновесия
Предположим, что шар сплошной.
Тогда масса шара:
m = P/g = 36,9 : 10 = 3,69 (кг)
Объем шара:
V = m/ρ = 3,690 : 8900 ≈ 4,15·10⁻⁴ (м³)
Выталкивающая сила, действующая на шар при его полном погружении, равна весу воды в объеме этого шара:
F(a) = ρ(в)gV = 1000 · 10 · 4,15·10⁻⁴ = 4,15 (H)
Таким образом, если бы шар был сплошным, то его вес в воде при полном погружении составил бы:
P' = P - F(a) = 36,9 - 4,15 = 32,75 (H)
Очевидно, что полученное значение не совпадает с данным. Значит, наше предположение было неверным и в шаре существует полость. Попробуем найти объем этой полости:
Разница в весе шара в воде без полости и с полостью:
P' = F(a)' = 32,75 - 26,7 = 6,05 (H)
Такая разница в выталкивающей силе появится при увеличении объема шара на:
V' = F(a)'/ρ(в)g = 6,05 : 10000 = 6,05·10⁻⁴ (м³)
Объем сплошного медного шара с таким весом в воздухе, как мы выяснили:
V = 4,15·10⁻⁴ (м³)
Разница объемов и будет приходиться на полость внутри шара:
V(п) = V' - V = 6,05·10⁻⁴ - 4,15·10⁻⁴ = 1,9·10⁻⁴ (м³) = 190 см³
ответ: в медном шаре существует полость объемом 190 см³.