Хэлп, задача по физике К пружине жёсткостью 150 Н/м подвесили брусок массой 3 кг. Затем висящий брусок погрузили полностью в сосуд с водой. При этом длина пружины уменьшилась на 5 см. Брусок не касается дна сосуда. Плотность воды 1 г/с { м } ^ { 3 } . Найти плотность материала, из которого сделан брусок. Ускорение свободного падения10 м/ { с } ^ { 2 } Ответ приведите в [г/с { м } ^ { 3 } ].

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нам нужно учесть, что когда брусок погружается в воду, он создает дополнительную силу Архимеда, которая равна весу вытесненной им воды.

Сначала найдем удлинение пружины, вызванное подвеской бруска. Мы знаем, что жесткость пружины равна 150 Н/м, а масса бруска - 3 кг. Тогда удлинение пружины будет равно:

F = kx
mg = kx
310 = 150 x
x = 0.2 м = 20 см

Теперь найдем объем вытесненной воды. Объем вытесненной воды равен объему бруска:

V = m/ρ
V = 3 / (1000) = 0.003 м^3

Масса воды, вытесненной бруском, равна:

m_water = Vρ_water = 0.003 * 1000 = 3 кг

Сила Архимеда, действующая на брусок, равна силе тяжести этой воды:

F_A = m_water g = 3 10 = 30 Н

Эта сила скомпенсирует часть веса бруска, поэтому удлинение пружины будет:

F_A = kx'
30 = 150 * x'
x' = 0.2 м = 20 см

Итак, полное удлинение пружины под воздействием бруска и воды будет равно 0.2 + 0.2 = 0.4 м = 40 см.

Теперь найдем объем бруска:

V = m/ρ_brusok
0.4 = 3/ρ_brusok
ρ_brusok = 3/0.4 = 7.5 г/см^3

Итак, плотность материала бруска равна 7.5 г/см3.