При определении плотности вещества ученик измерил массу образца на электронных весах: m = 180 г. Объём был измерен с использованием мерного цилиндра: V = 30 см3. Чему равна плотность вещества, из которого изготовлен образец? ответ дайте в г/см3. В ответе укажите число без указания единиц измерения.
Объяснение:
Замечание.
На чертежах принято размеры детали указывать в миллиметрах.
С учетом этого:
Дано:
a = 0,8 м
b = 0,5 м
c = 1 м
ρ = 8 900 кг/м³ - плотность меди
S = 8 м²
H = 1,5 м
h₁ = 0,4 м
ρ₁ = 800 кг/м³ - плотность керосина
1. Определим объем твердого тела, опущенного в сосуд с жидкостью.
V = a·b·c = 0,8·0,5·1 = 0,4 м³
2. Определим вес твердого тела, опущенного в сосуд с жидкостью.
P = m·g = ρ·V·g = 8900·0,4·10 = 35 600 H
3. Определим давление твердого тела:
p = P / S = P / (a·b) = 35 600 / (0,8·0,5) = 89 000 Па
4. Вычислим давление жидкости на дно сосуда:
p₁ = ρ₁·g·Н = 800·10·1,5 = 12 000 Па
5. Сила, действующая жидкостью на дно сосуда:
F₁ = p₁·S = 12 000 ·8 = 96 000 Н
5'. Вычислим давление на нижнюю поверхность тела:
p₂ = ρ₁·g·(c+h₁) = 800·10·(1 + 0,4) = 11 200 Па
6. С какой силой действует жидкость на нижнюю поверхность тела ?
F₂ = p₂·S₂ = p₂·(a·b) = 11 200·(0,8·0,5) = 4 480 Н
7. Вычислиv давление на верхнюю поверхность тела
p₃ = ρ₁·g·h₁ = 800·10·0,5 = 4 000 Па
8. С какой силой действует жидкость на верхнюю поверхность тела?
F = p₃·(a·b) = 4 000·(0,5·0,4) = 800 Н
У 1634 році Генрі Геллибранд гаючи схиляння в Лондоні, знайшов його рівним 4°5 до сходу. «За цим щось ховається,- подумав професор астрономії.- Адже у Нормана, 60 років тому, він, здається, було набагато більше. Про те ж говорить і Вільям Бороу, досвідчений моряк і знавець компаса, в своєму «Міркуванні про варіації магнітного голки» (так називали в той час відхилення.- Авт.), написаному в 1596 році. Та й сам Гильберт стверджував, що в його час схиляння в Лондоні було 11 градусів з третю. Не могли ж вони все так грубо помилятися». І Геллибранд робить висновок: магнітне поле Землі не постійно, а зазнає помітні зміни в часі. Отже, не постійно і відхилення. Але чому це відбувається?
До кінця XVII століття стало зрозуміло, що великий магніт Земля не просто куля з твердої однорідної магнітної матерії, як думав Гільберт, а щось більш складне. Але що ж? На це запитання спробував відповісти в 1687 році Галлей: «Земля приховує два великих магніту (!) - один сильний і нерухомий, другий слабкий і рухливий». Повільне обертання останнього, на думку Галлея, і викликає регулярне зміна відхилення. Три його дослідницькі експедиції, що дали науці перші докладні магнітні карти, повністю дивну теорію не підтвердили. Та й не могли підтвердити. Вчені незабаром зрозуміли, що теорія Галлея надто протиприродна, і шукають нові явища пояснення. Рішуче не погоджується з Галлеем Ейлер, вважаючи, що всередині земної кулі знаходиться єдиний магніт, зміщений щодо центру Землі, причому «...кількість магнітної матерії, у нутрощі земної що, піддане знатним змін», від чого, без сумніву, змінюється з часом і відхилення.
Сучасник Ейлера німецький астроном Тобіас Маиер великий магніт Землі звертає... нескінченно малий! Він доводить, що якщо такий магніт помістити на відстані однієї сьомий земної радіусу від Центру Землі, то обчислені і наблюденные значення відхилення добре узгоджуються між собою у багатьох пунктах на поверхні Землі. Але, як з'ясувалося, далеко не у всіх! І вчені продовжують пошуки нової, більш точної моделі магнетизму Землі.
І ось на початку минулого століття відомий французький фізик Біо висуває нову гіпотезу: в центрі Землі знаходиться магнітний диполь, вісь якого не збігається з віссю Землі. Біо не зупиняють розбіжності між досвідченими і розрахунковими кутами нахилу на великих ділянках поверхні Землі, і щоб якось згладити ці розбіжності, йому доводиться припустити існування... другого диполя! Більше ста років знадобилося вченим, щоб повернутися до первісної ідеї Галлея про двох магнітах, правда вже на новому, більш високому рівні знань. Схема двох нескінченно малих магнітів Біо повністю не задовольнила. Щоб виправити її, треба було... додати ще один магнітик. І тоді Біо ставить назріваючий питання: а не чи створюється магнетизм Землі сукупним дією всіх магнітних частинок, розсіяних в Землі?
Він, мабуть, не знав, що за 57 років до нього великий російський вчений Ломоносов в «Міркуваннях про великий точності морського шляху» висловив геніальну здогад: «...У розумі тримати повинно, що кожного магніту частини між собою відрізняються в силі з різною їх доброті, що те ж про спільному земній тілі слід думати». І додає: «Отже, покладемо, що Земля - магніт, з різних великих частин різної доброти складений або з багатьох магнітів різної сили в один складений, які за своїм положенням і сил діють».
У згаданому працю Ломоносов виступив з низкою цікавих ідей і думок про розробку теорії земного магнетизму. Як писав академік М. А. Рыкачев, Ломоносов як би намітив весь хід розвитку цієї галузі науки, хоча і в найзагальніших рисах.
Але пройде ще чимало часу, будуть потрібні неймовірні зусилля великих фізиків і геніальних математиків, невтомних натуралістів і талановитих «художників» магнітометричних інструментів, перш ніж буде створена справжня теорія земного магнетизму і вирішена задача «Земля - великий магніт»!