Шар радиусом 2,5 см (шар не плавает и полностью погружен в воду) помещен в цилиндрический сосуд, наполовину заполненный водой, диаметр основания которого равен 10 см. Определите, на сколько сантиметров поднимется высота столба воды. Округлите ответ до сотых.
Answers & Comments
Для решения задачи можно воспользоваться законом Архимеда, который утверждает, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной этой жидкости. Таким образом, если мы поместим шар в цилиндр с водой, то вытесненный им объем воды будет равен объему шара.
Объем шара можно вычислить по формуле V = 4/3πr³, где r - радиус шара. Подставляя известные значения, получаем:
V = 4/3π(2.5 см)³ ≈ 65,45 см³
Объем воды, вытесненной шаром, равен этому значению. Обозначим его как Vв.
Чтобы найти, на сколько сантиметров поднимется высота столба воды, нужно вычислить, на какую высоту должен подняться уровень воды в цилиндре, чтобы объем вытесненной воды был равен Vв.
Пусть h - высота, на которую поднимется уровень воды в цилиндре. Тогда объем вытесненной воды можно вычислить по формуле Vв = Sосн*h, где Sосн - площадь основания цилиндра.
Площадь основания цилиндра можно вычислить по формуле Sосн = πr², где r - радиус основания цилиндра, который равен 5 см, так как диаметр равен 10 см.
Таким образом, получаем:
Sосн = π(5 см)² ≈ 78,54 см²
Vв = Sосн*h
h = Vв/Sосн ≈ 0,83 см
Ответ: высота столба воды поднимется на 0,83 см.