2018-04-03
Ученикам дали задание определить сколько меди и сколько серебра содержится в куске сплава из этих металлов. Ученики взяли рычажные весы с равными плечами и подвесили кусок сплава к одному рычагу. Сплав уравновесился грузом массы $m_{1} = 289 г$. Если кусок сплава опустить в воду, то весы уравновешиваются грузом $m_{2} = 259 г$. Плотности меди, серебра и воды равны соответственно $\rho_{м} = 8,9 г/см^{3}, \rho_{с} = 10,5 г/см^{3}, \rho_{в} = 1 г/см^{3}$. Какой результат получили ученики?
Решение:
Масса $m = m_{с} + m_{м} = \rho_{м}V_{1} + \rho_{с}(V - V_{1})$. (1)
В жидкости на груз кроме силы тяжести действует сила Архимеда. Запишем равенство моментов сил относительно точки подвеса $m_{1} gL - \rho_{в} gLV = m_{2}gL \Rightarrow V = \frac{m_{1} - m_{2} }{ \rho_{в} }$. Подставляем объем в (1) и получаем $V_{1} = 16,25 м^{3}$,
Ответ: меди - 145г, серебра - 144г