Задача 7F55DC из банка ФИПИ · задание 3 ОГЭ по физике
На очень точных и чувствительных рычажных весах уравновешены сплошная медная пластинка и кусок пробки. Однако учитель сказал, что на самом деле масса пластинки немного меньше, так как на тела, помимо силы тяжести и силы упругости, действует ещё одна сила. О какой силе идёт речь?
сила тяготения
сила сопротивления
сила реакции опоры
выталкивающая сила
Показать ответ и разбор
Ответ: 4
Разбор
💡 Речь о силе, с которой воздух действует на тело снизу вверх. Это выталкивающая (архимедова) сила.
Когда тело находится в воздухе, на него действуют: сила тяжести вниз, сила упругости со стороны чашки весов вверх и ещё выталкивающая сила воздуха вверх. Весы уравновешивают не «настоящий» вес mg, а чуть уменьшенный: mg − Fвыт.
Fвыт = ρвоздуха · g · V. Чем больше объём тела, тем больше воздуха оно вытесняет и тем сильнее воздух его поддерживает.
Медная пластинка плотная: при той же массе объём у неё маленький. Пробка лёгкая: чтобы уравновесить пластинку, кусок пробки должен быть большим по объёму. Значит, на пробку воздух давит снизу сильнее. Поэтому настоящая масса пробки чуть больше, а масса медной пластинки чуть меньше.
⚠️ Частая ошибка: думать, что весы показывают истинную массу. В воздухе они показывают чуть меньше, потому что воздух тоже поддерживает тело. Сила реакции опоры — это и есть сила упругости со стороны чашки, её уже учли.
Тут всё логично: воздух — тоже среда, и он немного «облегчает» тела.
✅ Ответ: 4