小亮在学习了“浮力”之后,做了一个观察鸡蛋悬浮的实验.其主要操作步骤如下:如图所示,先在水平桌面上放置一个底面积为100cm2的圆筒形容器(厚度可忽略),容器重为1N,向容器中
小亮在学习了“浮力”之后,做了一个观察鸡蛋悬浮的实验.其主要操作步骤如下:如图所示,先在水平桌面上放置一个底面积为100cm2的圆筒形容器(厚度可忽略),容器重为1N,向容器中注入10cm深的水,再取一个鸡蛋,称得其质量为55g,将它轻轻放入水中,发现鸡蛋沉至容器底部,此时测得水面升高了5mm,然后向容器中加食盐并不停地搅动,直到鸡蛋恰好悬浮起来为止.请你计算:
(1)容器中未放鸡蛋时,容器整体对桌面的压强是多少?
(2)加盐之前鸡蛋沉至容器底部时,鸡蛋受到的浮力是多少?
(3)当鸡蛋悬浮起来时,盐水的密度是多少?
(1)V水=Sh=100cm2×10cm=1000cm3=1×10-3m3,
∵ρ=
,m V
∴m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg,
G水=m水g=1kg×9.8N/kg=9.8N,
F=G总=1N+9.8N=10.8N,
容器整体对桌面的压强p=
=F S
=1.08×102Pa;10.8N 100×10−4m2
(2)加盐之前鸡蛋沉至容器底部时,排开水的体积V排=100cm2×0.5cm=50cm3=5×10-5m3,
此时鸡蛋受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-5m3=0.49N;
(3)鸡蛋的体积V蛋=5×10-5m3;
∵鸡蛋恰好悬浮
∴F浮=G,V排=V蛋=4×10-5m3;
由F浮=ρ盐水gV排得
ρ盐水=
=F浮 gV排
=G gV排
=
m鸡蛋g gV排
=m V排
=1.1×103㎏/m3.0.055kg 5×10−5m3
答:(1)容器中未放鸡蛋时,容器整体对桌面的压强是1.08×102Pa;
(2)加盐之前鸡蛋沉至容器底部时,鸡蛋受到的浮力是0.49N;
(3)当鸡蛋悬浮起来时,盐水的密度是1.1×103㎏/m3.