Номер 4, страница 97 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

4. На медный шар объемом 120 $см^3$ действует сила тяжести 8,9 Н. Сплошной это шар или имеет полость?

4. Чтобы определить, является ли шар сплошным, нужно сравнить силу тяжести, которая действовала бы на сплошной медный шар такого же объема, с фактической силой тяжести, указанной в условии. Если фактическая сила тяжести меньше теоретической, это означает, что в шаре есть полость.

Дано:

Объем шара $V = 120 \text{ см}^3$

Сила тяжести $F_{тяж} = 8,9 \text{ Н}$

Плотность меди (справочное значение) $\rho_{м} = 8900 \text{ кг/м}^3$

Ускорение свободного падения $g \approx 9,8 \text{ Н/кг}$

$V = 120 \text{ см}^3 = 120 \cdot (10^{-2} \text{ м})^3 = 120 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 0,00012 \text{ м}^3$

Найти:

Сплошной ли шар?

Решение:

1. Вычислим массу, которую имел бы медный шар заданного объема, если бы он был сплошным (без полостей). Массу можно найти по формуле $m = \rho \cdot V$.

$m_{теор} = \rho_{м} \cdot V = 8900 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 0,00012 \text{ м}^3 = 1,068 \text{ кг}$

2. Теперь рассчитаем теоретическую силу тяжести ($F_{теор}$), которая действовала бы на такой сплошной шар, используя формулу $F_{тяж} = m \cdot g$.

$F_{теор} = m_{теор} \cdot g = 1,068 \text{ кг} \cdot 9,8 \frac{\text{Н}}{\text{кг}} \approx 10,47 \text{ Н}$

3. Сравним вычисленную теоретическую силу тяжести ($F_{теор}$) с фактической силой тяжести ($F_{тяж}$), которая дана в условии задачи.

$F_{теор} \approx 10,47 \text{ Н}$

$F_{тяж} = 8,9 \text{ Н}$

Так как фактическая сила тяжести ($8,9 \text{ Н}$) меньше теоретической ($10,47 \text{ Н}$), можно сделать вывод, что реальная масса шара меньше, чем масса сплошного медного шара того же объема. Это возможно только в том случае, если внутри шара есть полость.

Ответ: Шар имеет полость.