Дано: P1=170 мН - вес тела в воде
P2=144 мН - вес тела в глицерине
ρ1=1 г/см3 - плотность воды
ρ2=1,26 г/см3 - плотность глицерина
ρ3=1,63 г/см3 - плотность CCl4
Найти вес P3 тела в четыреххлористом углероде?
Решение. Известно, что вес тела в жидкости равен разности силы тяжести FT тела и силы Архимеда в этой жидкости. Для каждой из трех жидкостей запишем:
P1=FT−ρ1∗(g∗V)-(1)
где V - объем тела
P2=FT−ρ2∗(g∗V)-(2)
P3=FT−ρ3∗(g∗V) -(3)
Вычтем почленно из первого уравнения второе, получим:
P1−P2=(FT−ρ1∗(g∗V))−(FT−ρ2∗(g∗V)), отсюда
P1−P2=(ρ2−ρ1)∗(g∗V), отсюда
g∗V=P1−P2ρ2−ρ1-(4)
Из (1) выразим FT:
FT=P1+ρ1∗(g∗V)-(5)
Подставим в (5) вместо (g∗V) выражение (4), получим:
FT=P1+ρ1∗(P1−P2)ρ2−ρ1=P1∗ρ2−P1∗ρ1+ρ1∗P1−ρ1∗P2ρ2−ρ1, отсюда
FT=P1∗ρ2−ρ1∗P2ρ2−ρ1-(6)
Подставим в (3) вместо FT и (g∗V) соответственно выражения (6) и (4), выразим искомый вес через известные величины:
P3=P1∗ρ2−ρ1∗P2ρ2−ρ1−ρ3∗(P1−P2)ρ2−ρ1
И, наконец, приведя к общему знаменателю и упростив дробь, получим расчетную формулу для P3:
P3=P2∗(ρ3−ρ1)−P1∗(ρ3−ρ2)ρ2−ρ1 -(7)
Расчет величины веса P3:
P3=144∗(1,63−1)−170∗(1,63−1,26)1,26−1 мН, отсюда
P3=144∗0,63−170∗0,370,26=90,72−62,90,26=27,820,26=107 мН
Ответ: P3=107 мН