Тип 21 № 2919 
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: Молекулярная физика−электродинамика. Качественная задача. Механика
i
Деревянный брусок плавает на поверхности воды в миске. Миска покоится на поверхности Земли. Что произойдет с глубиной погружения бруска в воду, если миска будет стоять на полу лифта, который движется с ускорением, направленным вертикально вверх? Ответ поясните, используя физические закономерности.
Решение. 1. Сила Архимеда, которая поддерживает брусок на поверхности воды, равна по модулю весу вытесненной бруском воды.
2. Когда брусок, вода и миска покоятся относительно Земли, одна и та же сила Архимеда уравновешивает силу тяжести, как в случае плавающего бруска, так и в случае вытесненной им воды. Поэтому масса бруска и масса вытесненной им воды одинаковы.
3. Когда брусок, вода и миска покоятся относительно друг друга, но движутся с ускорением относительно Земли, одна и та же сила Архимеда вместе с силой тяжести сообщает одно и то же ускорение как плавающему бруску, так и воде в объеме, вытесненном бруском, что приводит к соотношению: 
откуда следует, что и при движении относительно Земли с ускорением 
масса бруска и масса вытесненной им воды одинаковы. Поскольку масса бруска одна и та же, масса вытесненной им воды в обоих случаях одинакова. Вода практически несжимаема, поэтому плотность воды в обоих случаях одинакова. Значит, объем вытесненной воды не изменяется, глубина погружения бруска в лифте остается прежней.
Спрятать критерииКритерии проверки:| Критерии оценивания ответа на задание С1 | Баллы |
|---|
| Приведен правильный ответ , и представлено полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов. | 3 |
| Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении содержится один из следующих недостатков. В объяснении не указаны одно из явлений или один из физических законов, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Объяснения представлены не в полном объеме, или в них содержится один логический недочет | 2 |
| Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 |
| Максимальное количество баллов | 3 |
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 
"2.Когда брусок, вода и миска покоятся относительно Земли, одна и та же сила Архимеда уравновешивает силу тяжести, как в случае плавающего бруска, так и в случае вытесненной им воды. Поэтому масса бруска и масса вытесненной им воды одинаковы."
равны не массы, а вытесненные объем воды и объем бруска под водой, т.к. плотности у воды и деревянного бруска разные
Добрый день!
Равны как раз массы. Объем бруска равен объему вытесненной им жидкости только если он полностью погружен в воду.
Смотрите.
Сила тяжести на брусок
Сила Архимеда:
Если рассматривать явление в инерциальной системе отсчета и заменить связи силами, то на брусок в воде объективно будут действовать только две силы - сила Архимеда и сила тяжести.
Итогом действия этих сил будет движение вверх с ускорением.
Поэтому, по второму закону Ньютона Fa - mg = ma
Таким образом, сила Архимеда должна быть больше mg, иначе брусок не сможет двигаться с ускорением.
Рассуждения с точки зрения неинерциальной системы отсчета, связанной с миской с водой требуют более тонкого рассмотрения, и, по крайней мере, пока вызывают вопросы.
А в инерциальной системе все предельно ясно.
Да, в лифте, который движется с направленным вверх ускорением, действующая на брусок сила Архимеда больше mg, но при этом глубина погружения бруска в воду такая же как в неподвижной миске.