Боре подарили кубик Рубика, и он решил измерить его массу с помощью динамометра, рассчитанного на 1 Н. Но кубик оказался слишком тяжёлым – при подвешивании его к крюку динамометра прибор «зашкаливал». Тогда Боря стал медленно опускать подвешенный к динамометру кубик в кастрюлю с водой и измерять, как зависят показания динамометра от того, какая часть объёма кубика погружена в воду. Результаты своих измерений Боря записал в таблицу. Как можно определить массу кубика, зная результаты измерений и ускорение свободного падения, равное 10 Н/кг?

Физика 7 класс Измерение массы и плотности тел масса кубика динамометр измерение массы Закон Архимеда Плотность объем кубика ускорение свободного падения физика эксперименты с водой Новый

Чтобы определить массу кубика Рубика, Боря может использовать результаты своих измерений и принцип Архимеда, который описывает, как на тело, погруженное в жидкость, действует подъемная сила.

Давайте рассмотрим шаги, которые помогут Боря найти массу кубика:

1. Изучить показания динамометра:
   • Когда кубик полностью находится в воздухе, динамометр показывает его вес (массу, умноженную на ускорение свободного падения).
   • Когда кубик частично или полностью погружен в воду, динамометр показывает уменьшенное значение, так как на кубик действует подъемная сила, равная весу вытесненной воды.
2. Записать данные:
   • Запишите показания динамометра для каждого уровня погружения кубика в воду.
   • Определите, какая часть объема кубика погружена в воду, и соответствующие показания динамометра.
3. Определить подъемную силу:
   • Подъемная сила равна разнице между весом кубика в воздухе и весом, который показывает динамометр, когда кубик погружен в воду.
   • Формула для подъемной силы: F_подъем = F_вес - F_динамометра, где F_вес - вес кубика в воздухе, а F_динамометра - показания динамометра в воде.
4. Вычислить массу кубика:
   • Вес кубика в воздухе можно выразить как F_вес = m * g, где m - масса кубика, а g - ускорение свободного падения (10 Н/кг).
   • Если мы знаем, что F_вес = F_подъем + F_динамометра, то можем выразить массу кубика:
   • m = (F_подъем + F_динамометра) / g.

Следуя этим шагам, Боря сможет рассчитать массу кубика Рубика, используя данные, которые он собрал при своих измерениях. Не забудьте, что вес кубика в воздухе можно получить, когда кубик не погружен в воду, и это значение будет максимальным.