PDF-версии: 
Два деревянных кольца детских пирамидок № 1 и № 2, способных без трения скользить по оси, соединили с основаниями двумя одинаковыми легкими пружинками (см. рис.). Пирамидку № 2 поместили в прочный сосуд с водой, прикрепив основание к его дну. Обе пирамидки покоятся относительно Земли. Как изменится по сравнению с этим случаем (увеличится, уменьшится или останется прежней) длина пружин пирамидок № 1 и № 2 во время свободного падения с балкона высокого дома? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали.
Решение. На кольцо в первом случае действуют сила упругости пружины Fy1, сила тяжести кольца mg. Во втором случае на тело действуют сила Архимеда Fарх, сила упругости Fу2 и сила тяжести mg. Пусть плотность дерева 
объем кольца V, плотность воды 
Сила тяжести равна 
сила Архимеда 
Так как 
то сила Архимеда по модулю больше, чем сила тяжести. Сделаем рисунок и изобразим силы, действующие на тело в каждом случае:
В первом случае пружина сжата, а во втором растянута, так как сила Архимеда больше силы тяжести кольца. Запишем второй закон Ньютона для двух пирамидок во время покоя относительно Земли:
Учитывая, что ускорение равно нулю, получаем проекцию на вертикальную ось:
Тогда получаем: 
Модули силы упругости по закону Гука равны 
где k—жесткость пружины, l0—длина недеформированной пружины.
При свободном падении тело находится в состоянии невесомости: невесомыми становятся и кольцо, и вода. По закону Архимеда сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости. Когда пирамидка находится в состоянии невесомости, то и вес вытесненной жидкости также равен нулю, следовательно, сила Архимеда стала равной нулю. Вес всех предметов стал равен нулю и перестал действовать на пружины, и они вернулись в недеформированное состояние: пружина 1 растянулась, а пружина 2 — сжалась.
Ответ: пружина 1 растянулась, а пружина 2 — сжалась.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов | 3 |
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не использованы одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения | 2 |
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём 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 |
| Максимальный балл | 3 |