Задача 6DE9D1 из банка ФИПИ · задание 12 ОГЭ по физике
Груз, подвешенный к динамометру и опущенный в стакан с водой,
с постоянной скоростью медленно вытаскивают из воды (см. рисунок). Как по мере выхода груза из воды изменяются сила тяжести и сила упругости, действующие на груз?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
| 1) | увеличивается |
| 2) | уменьшается |
| 3) | не изменяется |
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Сила тяжести, действующая на груз | Сила упругости, действующая на груз |
|
|
|
Показать ответ и разбор
Ответ: 31
Разбор
💡 Сначала разберёмся, какие силы действуют на груз. На него смотрят три силы: вниз тянет сила тяжести m·g, вверх — сила Архимеда (выталкивающая сила воды) и сила упругости со стороны пружины динамометра.
Груз вытаскивают медленно и с постоянной скоростью. Значит, ускорения нет, и силы уравновешены:
F_упр + F_Архимеда = m·g.
Отсюда:
F_упр = m·g − F_Архимеда.
Теперь смотрим, что меняется, когда груз выходит из воды.
Сила тяжести m·g зависит только от массы груза и ускорения свободного падения. Масса не меняется, g = 10 м/с² тоже не меняется. Поэтому сила тяжести не изменяется — это цифра 3.
Сила Архимеда становится меньше: чем меньше часть груза в воде, тем слабее вода поддерживает его снизу. А раз F_Архимеда уменьшается, то F_упр = m·g − F_Архимеда становится больше. Пружине приходится тянуть груз сильнее. Значит, сила упругости увеличивается — это цифра 1.
⚠️ Частая ошибка: думать, что сила тяжести уменьшается, пока груз в воде. Нет, вода не «отменяет» силу тяжести, она просто добавляет выталкивающую силу. А ещё иногда путают: кажется, что пружина должна тянуть слабее, когда груз выходит. Наоборот — без поддержки воды пружине тяжелее.
Заполняем таблицу:
Сила тяжести, действующая на груз — 3
Сила упругости, действующая на груз — 1
✅ Ответ: 31