Задача 41D7E0 из банка ФИПИ · задание 5 ОГЭ по физике

1 балл · ответ подтверждён проверкой ФИПИ

Два одинаковых стальных шарика, уравновешены на рычажных весах (см. рисунок). Нарушится ли равновесие весов, если первый шарик полностью опустить в воду, а второй – в керосин?

Рисунок к задаче 41D7E0

Равновесие нарушится, перевесит первый шарик, опущенный в воду. Объёмы шариков равны, но плотность воды больше плотности керосина. Выталкивающая сила для шарика, опущенного в воду, больше.
Равновесие нарушится, перевесит второй шарик, опущенный в керосин. Объёмы шариков равны, но плотность воды больше плотности керосина. Выталкивающая сила для шарика, опущенного в воду, больше.
Равновесие не нарушится. Одинаковые шарики полностью погружены в жидкости. Выталкивающая сила прямо пропорциональна объёму погружённой части тела и не различается для шариков.
Равновесие не нарушится. Шарики имеют одинаковую массу. При погружении в жидкость массы шариков не изменятся, следовательно, не изменится равновесие весов.

Решить в тренажёре с автопроверкой →

Показать ответ и разбор

Ответ: 2

Разбор

💡 Представь: шарик висит на весах. Когда его опускают в жидкость, жидкость начинает подталкивать шарик вверх. Это выталкивающая сила, или сила Архимеда. Она как будто немного «снимает» вес с весов. Шарики одинаковые, значит их объём V одинаков. Оба погружены полностью, значит объём вытесненной жидкости тоже одинаков. Выталкивающая сила считается так: Fвыт = плотность жидкости · g · V. Плотность воды 1000 кг/м³, а керосина 800 кг/м³. Значит, для шарика в воде выталкивающая сила больше. Первый шарик в воде — вода поддерживает его сильнее, поэтому на весы он давит слабее. Второй шарик в керосине — поддержка меньше, он давит сильнее. Значит, перевесит второй шарик, тот, что в керосине. ⚠️ Частая ошибка: думать «масса шариков не изменилась, значит равновесие сохранится». Но весы чувствуют не просто массу, а силу, с которой шарик давит или тянет. Из-за выталкивающей силы эта сила уменьшается, причём для воды сильнее. У тебя всё получится, если помнить про эту «поддержку» жидкости. 🙂 ✅ Ответ: 2