Задание 20 ЕГЭ по физике · задача A6D7D1
Ученик изучает силу Архимеда, действующую на тела, полностью погружённые в жидкость. В его распоряжении имеется пять установок, состоящих из ёмкости с жидкостью и сплошного шарика. Какие две из перечисленных в таблице установок необходимы ученику для того, чтобы на опыте обнаружить, зависит ли сила Архимеда от плотности материала шарика? Запишите в таблицу номера выбранных установок.
| установки | Жидкость, налитая в ёмкость | Объём шарика | Материал, из которого сделан шарик |
| 1 | вода | 30 см 3 | сталь |
| 2 | вода | 20 см 3 | алюминий |
| 3 | керосин | 20 см 3 | алюминий |
| 4 | подсолнечное масло | 30 см 3 | сталь |
| 5 | вода | 30 см 3 | алюминий |
Показать ответ и разбор
Ответ: 15 (номера 1 и 5)
Разбор
Чтобы понять, зависит ли сила Архимеда от плотности материала шарика, нужно вспомнить формулу: FА $= \rho$ж $\cdot V$погр $\cdot g$.
Из неё видно, что сила зависит только от плотности жидкости и объёма погружённой части тела. Плотность материала шарика в формулу не входит.
Чтобы это проверить на опыте, нужно оставить неизменными жидкость и объём шарика, а поменять только материал. Тогда любое изменение силы будет связано именно с материалом.
Сравниваем установки:
• 1 и 5: вода, 30 см$^{3}$, но разные материалы (сталь и алюминий) — идеально.
• Остальные пары либо меняют объём, либо жидкость, либо оба параметра сразу.
Поэтому нужны установки 1 и 5. Проведи измерения динамометром на этих двух — и сразу увидишь, что сила Архимеда одинаковая.
Из неё видно, что сила зависит только от плотности жидкости и объёма погружённой части тела. Плотность материала шарика в формулу не входит.
Чтобы это проверить на опыте, нужно оставить неизменными жидкость и объём шарика, а поменять только материал. Тогда любое изменение силы будет связано именно с материалом.
Сравниваем установки:
• 1 и 5: вода, 30 см$^{3}$, но разные материалы (сталь и алюминий) — идеально.
• Остальные пары либо меняют объём, либо жидкость, либо оба параметра сразу.
Поэтому нужны установки 1 и 5. Проведи измерения динамометром на этих двух — и сразу увидишь, что сила Архимеда одинаковая.