Задача EBF298 из банка ФИПИ · задание 5 ОГЭ по физике
Алюминиевый и стальной шары имеют одинаковую массу. Какой из них легче поднять в воде?
Алюминиевый. При равной массе шаров объём алюминиевого шара больше, так как его плотность меньше. Выталкивающая сила зависит от объёма тела и больше для алюминиевого шара.
Стальной. Плотность стали больше плотности алюминия. Выталкивающая сила, зависящая от плотности, для стального шарика больше.
Поднять шары будет одинаково легко. Силы тяжести и выталкивающие силы для шаров одинаковой массы не различаются.
Стальной. При равной массе шаров объём стального шара меньше, так как его плотность больше. Шар меньшего размера удобнее удержать в руках.
Показать ответ и разбор
Ответ: 1
Разбор
💡 Сравниваем два шара: масса у них одинаковая, а плотность разная. У алюминия плотность 2700 кг/м³, у стали 7800 кг/м³. Значит, алюминиевый шар при той же массе занимает больше места — его объём больше.
Почему это важно? В воде на любое тело действует выталкивающая сила — вода как будто подталкивает предмет вверх. Она считается так:
F_A = ρ_воды · g · V
Здесь ρ_воды — плотность воды, g = 10 м/с², V — объём тела. Чем больше объём, тем сильнее вода выталкивает.
Сила тяжести у шаров одинаковая, ведь массы равны:
F_тяж = m · g
А вот выталкивающая сила у алюминиевого шара больше: его объём больше. Значит, воде легче «помогать» тебе поднимать именно алюминиевый шар. Его вес в воде будет меньше.
⚠️ Частая ошибка — думать, что выталкивающая сила зависит от плотности самого шара. Нет, она зависит от объёма шара и плотности воды. Поэтому вариант 2 не подходит.
Ты уже почти у цели: одинаковый вес, но разный объём — и вода сильнее поддерживает тот шар, который больше по размеру. Это алюминиевый.
✅ Ответ: 1