Una pieza de metal pesa 7.54N en el aire y 6.56N cuando se sumerge en agua. ¿Cuál es la densidad del metal?

Creo que es un poco diferente a los caballeros de abajo. De una manera más intuitiva para mí.

La densidad es la masa / volumen.
Y que el volumen es la masa de agua desplazada.

Entonces, dado que sabemos que la aceleración debida a la gravedad es algo así como 9.801m / segundos ^ 2, las masas (o equivalentes de masa) son
7.54N / 9.801m / segundo ^ 2 = 0.7693kg y
6.56N / 9.801 m / segundo ^ 2 = 0.6693kg respectivamente

El volumen de agua desplazada es la diferencia entre esas dos masas (si la temperatura es tal que la densidad del agua es de 1.000 kg / litro). Es decir, el volumen del objeto es 0.7693kg – 0.6693kg = 0.100kg = 0.100 litros

La densidad es de 0.7693 kg / 0.100 litros = 7.693 kg / litro o 7693 kg / m ^ 3. Lo que podría hacer con ser redondeado a (digamos) 7690kg / m ^ 3.

Curiosamente, no utilizamos las dimensiones proporcionadas, y que la aceleración debida a la gravedad no era necesaria (pero la mayoría de nosotros “pesamos” cosas en una balanza calibrada en kg, no en N).

Pero, solo como un cheque, 4.5cm x 4.5cm x 1.2cm son 24.3 centímetros cúbicos, o 0.0243 litros. * Ooops *! Algo no cuadra.

Suponiendo que la clave de esto radica en el hecho de que la pregunta establece que la “dimensión del * metal * es …” (énfasis mío), tal vez todo el elemento no es solo un simple trozo de metal. Es decir, es un trozo de metal, rodeado de algo de densidad insignificante. Entonces, la densidad del metal en sí es 0.7693 kg / 0.0243 litros o 31.7 kg / litro o 31700 kg / m ^ 3. Impresionante densidad. 1.5 veces la densidad del elemento más denso (osmio).

¿O me he perdido algo?

La respuesta será 7693 kg / m ^ 3.

Tomando

W1 = 7.54 N

Entonces la masa de metal es 0.7693 kg.

W2 = 6.56N

Ahora empuje hacia arriba = W1-W2

0.98N.

Empuje hacia arriba = volumen de metal * Densidad de agua * g

0,98 = 0,75 / d * 1000 * 10

d = 7653 kg / m ^ 3.

La respuesta es 7690 [matemáticas] kg / m ^ 3. [/ Matemáticas]

Si tomamos en cuenta la densidad del aire, será así (aunque el aire hará solo un o.1% de diferencia):

W [matemáticas] _1 [/ matemáticas] = 7.54 N

W [matemáticas] _2 [/ matemáticas] = 6.56 N

El peso en el aire es la diferencia del peso propio de la pieza (vacío) y el peso del aire desplazado, y de manera similar el peso en el agua es la diferencia del peso propio de la pieza y el peso del agua desplazada:

[matemáticas] W_1 = \ rho V g – \ rho_ {aire} V g [/ matemáticas]

[matemáticas] W_2 = \ rho V g – \ rho_ {agua} V g [/ matemáticas]

donde V es el volumen de la pieza, [math] \ rho [/ math] es la densidad de la pieza, [math] \ rho_ {air} = 1.225 ~ kg / m ^ 3 [/ math] es la densidad del aire , [math] \ rho_ {water} = 1000 ~ kg / m ^ 3 [/ math] es la densidad del agua, y g es la aceleración de caída libre. Al dividir las dos ecuaciones se eliminarán V yg, y podemos resolver para [matemáticas] \ rho. [/ Matemáticas]

[matemáticas] \ rho = \ frac {\ rho_ {agua} W_1- \ rho_ {aire} W_2} {W_1-W_2} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ rho = 7686 ~ kg / m ^ 3 [/ matemáticas]

¡Tenga en cuenta que no usamos las dimensiones de la pieza!

Si ignoramos la densidad del aire, la última ecuación se convierte en

[matemáticas] \ rho = \ frac {\ rho_ {agua} W_1} {W_1-W_2} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ rho = 7694 ~ kg / m ^ 3 [/ matemáticas]

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