Một miếng thép nặng 37kg có một cái lỗ ở bên trong. Nhúng miếng thép ngập trong nước, lực kế chỉ 320N. Xác định thể tích của lỗ hổng? Biết khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3 ; khối lượng riêng của thép là 7800kg/m3.
Trọng lượng của miếng thép: \(P=10m=10.37=370\left(N\right)\)
Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên miếng thép: \(F_A=P-320=370-320=50\left(N\right)\)
Gọi V là thể tích miếng thép,Vr là thể tích cái lỗ.Ta có:
\(P=10D_{th}.\left(V-V_r\right)\\ \Rightarrow370=78000V-78000V_r\\ \Rightarrow\dfrac{37}{7800}=V-V_r\Rightarrow V_r=V-\dfrac{37}{7800}\left(1\right)\)
\(F_A=10D_n.V_r+10D_n\left(V-V_r\right)\\ \Rightarrow50=10000.V_r+10000V-10000V_r\\ \Rightarrow\dfrac{1}{200}=V_r+V-V_r\Rightarrow\dfrac{1}{200}=V\left(m^3\right)\left(2\right)\)
Thay (2) vào (1) ta được:
\(V_r=\dfrac{1}{200}-\dfrac{37}{7800}=\dfrac{1}{3900}\approx2,564.10^{-4}\left(m^3\right)=256,4\left(cm^3\right)\)
Thể tích lỗ hổng là 256,4cm3
