برای حل این سوال، به اطلاعات موجود توجه کنید:
۱. فشار و ارتفاع رابطهی عکس دارند. طبق قانون فشار مایع داریم:
\[ P = \rho \cdot g \cdot h \]
در این رابطه:
- \( P \) فشار است.
- \( \rho \) چگالی ماده است.
- \( g \) شتاب گرانش است.
- \( h \) ارتفاع مایع است.
۲. از نمودار، میتوانیم بفهمیم که با افزایش ارتفاع، فشار کاهش مییابد.
۳. با توجه به اطلاعات داده شده:
- \( g = 10 \, N/kg \)
- فشار در h = 4 cm برابر 4 kPa و در h = 0 cm برابر 8 kPa است.
تغییر فشار را محاسبه میکنیم:
\[ \Delta P = 8 - 4 = 4 \, kPa \]
تغییر ارتفاع:
\[ \Delta h = 4 - 0 = 4 \, cm = 0.04 \, m \]
حال چگالی را پیدا میکنیم:
\[ \Delta P = \rho \cdot g \cdot \Delta h \Rightarrow \rho = \frac{\Delta P}{g \cdot \Delta h} \]
جایگذاری مقادیر:
\[ \rho = \frac{4000 \, Pa}{10 \cdot 0.04} = 1000 \, kg/m^3 \]
پس چگالی ماده \( \rho = 1000 \, kg/m^3 \) است. این چگالی آب است.
بنابراین، جسم داخل آب قرار دارد.