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问题: 浮力问题

一个容器 底面积为125cm(2) 倒了1kg的水后 放一个冰石头混合固体进去 高增加了4.8cm 物体刚好悬浮 等冰融化后 压强改变了44。8Pa 求 石头的密度是多少( p冰=0.9e3 p水=1.0e3)

解答:

因为容器中放一个冰石头混合固体进去后,水面高增加了4.8cm 且物体刚好悬浮,
所以冰石头混合固体的体积 V固=hS=4.8cm×125cm(2)=600cm(3)= 6×10(-4) m(3)
因为物体刚好悬浮,所以ρ固=ρ水=1×10(3) kg/m(3),所以G固=ρ固g V固=1×10(3) kg/m(3)×10N/kg ×6×10(-4) m(3)=6N
冰融化后,水的深度减少h′=p÷(ρ水×g)=44.8Pa÷【1×10(3)kg/m(3)×10N/kg】=44.8×10(-4) m
冰的密度是:ρ冰=0.9×10(3) kg/m(3),若冰单独漂浮在水中时,有十分之一露出水面,现在冰受石块的“牵连”浸没在水中,融化后石块仍浸没在水中,但总的V排会由于冰的融化而减少,减少量为十分之一V冰。
所以V冰=10×h′×S=10×44.8×10(-4)m×125×10(-4)m(2)=5.6×10(-4) m(3)
则V石= V固-V冰= 6×10(-4) m(3)-5.6×10(-4) m(3)=0.4×10(-4) m(3)
G冰=ρ冰gV冰=0.9×10(3) kg/m(3)×10N/kg×5.6×10(-4) m(3)=5.04 N
G石=G固-G冰=6N-5.04N=0.96 N
ρ石= G石÷(gV石)= 0.96 N÷【10N/kg×0.4×10(-4) m(3) 】=2.40×10(3) kg/m(3)