Задача 210F90 из банка ФИПИ · задание 5 ОГЭ по физике

1 балл · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

Два сплошных шара одинаковой массы, один из которых алюминиевый, а другой – медный, уравновешены на рычажных весах (см. рисунок). Нарушится ли равновесие весов, если шары полностью опустить в керосин?

Рисунок к задаче 210F90

Равновесие нарушится, перевесит медный шарик. Плотность алюминия меньше плотности меди, и при равной массе объём алюминиевого шарика больше. Выталкивающая сила больше для алюминиевого шарика.
Равновесие нарушится, перевесит алюминиевый шарик. Плотность алюминия меньше плотности меди. Выталкивающая сила, зависящая от плотности тела, для медного шарика больше.
Равновесие не нарушится. Шарики погружены в одну и ту же жидкость. Выталкивающие силы прямо пропорциональны плотности жидкости и не различаются для шариков.
Равновесие не нарушится. Шарики имеют одинаковую массу. При погружении в керосин массы шариков не изменятся, следовательно, не изменится их вес.

Решить в тренажёре с автопроверкой →

Показать ответ и разбор

Ответ: 1

Разбор

💡 Тут главное понять: когда шар опускают в керосин, жидкость начинает подталкивать его вверх. Это и меняет показания весов. Шары имеют одинаковую массу, но разную плотность: - алюминий: 2700 кг/м³, - медь: 8900 кг/м³. Плотность — это сколько массы в единице объёма. Раз масса одинаковая, а алюминий менее плотный, то алюминиевый шар занимает больший объём. Как два куска теста одной массы: более рыхлый кусок будет больше по размеру. Выталкивающая сила (сила Архимеда) считается так: Fвыт = ρжидкости · g · V То есть она зависит от объёма шара, а не от того, из чего он сделан. Керосин один и тот же, g одинаково, но объём алюминиевого шара больше. Значит, на алюминиевый шар действует большая выталкивающая сила вверх. Теперь смотри на весы. Шар подвешен к коромыслу. В керосине натяжение подвеса становится меньше: T = mg − Fвыт У алюминиевого шара Fвыт больше, поэтому его сторона «тянет» слабее. А медный шар выталкивается меньше, значит, его сторона тянет сильнее. Поэтому перевесит медный шарик. ⚠️ Частая ошибка: думать, что раз масса не изменилась, то и вес не изменится. Но в жидкости шар становится «легче» для подвеса — жидкость помогает его держать. До ответа остался один аккуратный шаг. 🙂 ✅ Ответ: 1