860 кг/м³
Объяснение:
a = 10 см = 0,1 м - длина ребра куба
V = а³ = 0,001 м³ - объём куба
b = 3см = 0,03 м - высота части куба, погружённого в воду
V₁ = а · а · b = 0.0003 - объём части куба, погружённого в воду
c = a - b = 10 - 3 = 7 (см) = 0,07 м - высота части куба, находящегося керосине
V₂ = а · а · с = 0.0007 - объём части куба, погружённого в керосин
ρ₁ = 1000 кг/м³ - плотность воды
ρ₂ = 800 кг/м³ - плотность керосина
g = 10 Н/кг - ускорение свободного падения
ρ - ? - плотность материала кубика
Сила тяжести кубика, равная Р = ρgV уравновешивается архимедовой силой F = ρ₁gV₁ + ρ₂gV₂
P = F
ρgV = ρ₁gV₁ + ρ₂gV₂
ρV = ρ₁V₁ + ρ₂V₂
ρ = (ρ₁V₁ + ρ₂V₂)/V
ρ = (1000 · 0.0003 + 800 · 0.0007) : 0,001 =
= (0.3 + 0.56) : 0,001 = 860 (кг/м³)
m = 100 г = 0.1 кг;
h=4R;
P - ?
Решение:
Запишем второй закон Ньютона для шарика при прохождении нижней точки траектории: N+mg+ma=0;
N - сила реакции опоры. Она противоположна по направлению и равна по модулю P: P=-N. Тогда mg+ma=-N; m(a+g)=P.
Массу шарика мы знаем, ускорение свободного падения равно 10 м/с². Остается найти центростремительное ускорение a.
a=V²/R.
По закону сохранения механической энергии, вся потенциальная энергия, которой обладал шар в момент, когда его отпустили, перейдет в кинетическую:
Ep=Ek;
mgh=mV²/2;
V²=2gh;
V²=8gR (т. к. h=4R по условию);
Значит a=V²/R=8gR/R=8g.
Осталось просто подставить наше найденное ускорение и посчитать)
P=m(a+g)=m(8g+g)=9mg=9*0.1*10=9 Н.
ответ: 9 Н.