Кусок сплава из меди и цинка массой 5,16 кг в воде весит 45,6 Н. Сколько меди содержится в этом сплаве?

Известно, что кусок сплава из меди и цинка в воде весит Р(в) = 45,6 Н. На воздухе его вес составляет Р = m ∙ g, где g = 9,8 ≈ 10 Н/кг – коэффициент пропорциональности. В воде вес уменьшается за счёт действия выталкивающей силы, которую находим по закону Архимеда F(А) = ρ(в) ∙ g ∙ V, где плотность воды ρ(в) = 1000 кг/куб.м. Найдем объём сплава из соотношения Р(в) = Р – F(А) или Р(в) = m ∙ g – ρ(в) ∙ g ∙ V, получаем V = (m ∙ g – Р(в)) : (ρ(в) ∙ g). Подставляем значения величин V = (5,16 ∙ 10 – 45,6) : (1000 ∙ 10) = 0,0006 (куб.м). Плотность сплава ρ = m/V = 5,16 : 0,0006 = 8600 (кг/куб.м). Плотность куска сплава из меди и цинка можно рассчитать по формуле: ρ = (m1 + m2) : (V1 + V2) = m : (m1/ρ1 + m2/ρ2), где значение плотностей металлов находим из справочных таблиц: для меди ρ1 = 8900 кг/куб.м для цинка ρ2 = 7100 кг/куб.м. Так как m2 = m – m1, получаем уравнение: m1/ρ1 + (m – m1)/ρ2 = m/ρ или m1/8900 + (5,16 – m1)/7100 = 5,16/8600; m1 = 4,45 (кг). Ответ: меди в сплаве 4,45 кг.