Тип Д3 B3 № 5717 
Энергия, работа, силы. Законы сохранения энергии и импульса. Кинетическая энергия, потенциальная энергия
i
В кубическом аквариуме плавает в воде массивная тонкостенная прямоугольная коробка. В дне коробки аккуратно проделали маленькое отверстие, после чего она набрала воды и утонула. В результате потенциальная энергия механической системы, включающей в себя воду и коробку,
1) не изменилась
2) увеличилась
3) уменьшилась
4) могла как увеличиться, так и уменьшиться — в зависимости от массы коробки
Решение. Потенциальная энергия тела в поле силы тяжести: E = mgh
Т. к. коробка тонкостенная, то объем самих стенок пренебрежимо мал, следовательно, уровень воды в аквариуме с утонувшей коробкой совпадает с уровнем воды, когда коробки вообще нет.
Когда коробка плавала, сила тяжести уравновешивалась силой Архимеда. Как известно, сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости. Таким образом, уровень воды в аквариуме с плавающей коробкой выше, чем в аквариуме без коробки. Поэтому когда коробка тонет, уровень воды уменьшается. Следовательно, уменьшается потенциальная энергия воды. Сама коробка также опускается на дно, следовательно, ее потенциальная энергия уменьшается. Таким образом, для системы коробка-вода потенциальная энергия уменьшится.
Правильный ответ указан под номером 3.
Ответ: 3
PDF-версии: