Так как в начале эксперимента весы находились в равновесии, то, очевидно, что масса камня равна массе 100 мл воды плюс масса 200 г. гири, то есть, учитывая плотность воды 1 г/мл:
m = m₁ + m₂ = 100 + 200 = 300 (г).
Так как для уравнивания воды в кувшинах потребовалось долить в правый 100 мл воды, то объем камня равен 100 см³
Таким образом, плотность камня:
ρ = m/V = 300 : 100 = 3 г/см³ = 3000 кг/м³
Если бы школьник положил камень не в кувшин, а на чашку весов рядом с кувшином, то для уравновешивания весов все равно пришлось бы доливать 100 мл воды в правый кувшин и ставить на правую чашку весов ту же самую гирю. В этом случае весы также были бы уравновешены, но уровень воды в кувшинах был бы разный.
pv= 1000кг/м^3 плотность воды
В результате в конце эксперимента:
В левом кувшине камень с объемом =150 мл= 0,15*10^-3 м^3 воды
В правом воды стало как в левом с камнем + 0,15 кг. гиря.
напишем уравнение
лево право
mk = 0.15кг + mv
(mk - масса камня, pk- плотность камня, mv - масса воды вытесненная камнем. V-вытесненный камнем объем воды= объему камня)
pk*V = 0.15 + V*рv
pk*0,15*10^-3 = 0.15 + 0,15*10^-3*1000
Найдем плотность камня
pk=(0.15 + 0,15*10^-3*1000)/(0.15*10^-3)=2000 кг/м^3
