一個體積為1.0×10-3米3的鐵球掛在彈簧秤上,當鐵球浸沒在水中時,彈簧秤的示數會如何變化呢?
首先,我們需要計算鐵球在水中受到的浮力。根據阿基米德原理,浮力等于排開液體的重量,即F浮=ρ水gv排。將水的密度ρ水=1.0×103kg/m3、重力加速度g=10N/kg和鐵球排開水的體積v排=1×10-3m3代入公式,我們得到F浮=10N。
接著,我們知道此時彈簧秤的示數是鐵球在空氣中示數的4/5,即F浮=G-4/5G=1/5G。由此可以推算出鐵球的重力G=5F浮=5×10N=50N。
進一步地,我們需要確定鐵球中鐵的實際體積。利用公式v鐵=m/ρ=G/ρg,將鐵球的重力G=50N和鐵的密度ρ=7.9×103kg/m3代入,計算得到v鐵≈0.63×10-3m3。由于這個體積小于鐵球本身的體積1.0×10-3m3,我們得出結論,這個鐵球是空心的。
最后,我們計算出空心部分的體積。V空=V球-V鐵=1.0×10-3m3-0.63×10-3m3=0.37×10-3m3。綜上所述,鐵球受到的浮力為10N,重力為50N,且為空心球,空心部分的體積約為0.37×10-3m3。