СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
Физика
Cайты, меню, вход, новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 5 № 9111

К телу, имеющему внутреннюю герметичную полость, на невесомой нерастяжимой нити привязан сплошной шарик. Система «тело + шарик» плавает в сосуде с жидкостью, не касаясь стенок и дна сосуда. Плотность материала тела и шарика 1,6 г/см3, плотность жидкости 800 кг/м3, объём полости составляет 3/4 объёма тела, объём шарика равен 1/4 объёма тела. Исходя из условия задачи, выберите два верных утверждения.

 

1) Модуль силы Архимеда, действующей на тело, меньше модуля силы Архимеда, действующей на шарик.

2) Модуль силы натяжения нити равен модулю силы тяжести, действующей на шарик.

3) Модуль силы натяжения нити меньше модуля силы Архимеда, действующей на тело.

4) Модуль силы тяжести, действующей на шарик, равен модулю силы тяжести, действующей на тело.

5) Объём погружённой части тела равен четверти объёма этого тела.

Решение.

Плотность шарика 1,6 г/см3 = 1600 кг/м3, она больше плотности жидкости 800 кг/м3, значит, шар будет тонуть в такой жидкости. Поскольку тело на 3/4 пустое, его средняя плотность равна и, значит, тело будет плавать в жидкости. Если бы к телу не был привязан шарик, то оно бы плавало, погрузившись на своего объёма. Из-за шарика погружённая часть будет больше. Найдём её.

Объём шарика составляет 1/4 от объёма тела, значит, средняя плотность системы «тело + шарик» равна Погружённая часть системы составит а над поверхностью будет от суммарного объёма ( объёма тела), т. е. объёма тела.

В итоге заключаем, что шарик полностью погружен в жидкость, а тело плавает, погруженное на 3/4 своего объёма.

Теперь проверим утверждения. Обозначим объём тела за

1) Сила Архимеда, действующая на тело, равна а сила Архимеда, действующая на шар (первое утверждение неверно).

2) На шарик действуют сила Архимеда, сила тяжести и сила натяжения нити. Так как шар находится в покое, то по второму закону ньютона то есть (второе утверждение неверно).

3) На тело действуют сила Архимеда, сила тяжести и сила натяжения нити. Так как тело находится в покое, то по второму закону ньютона то есть (третье утверждение верно).

4) Сила тяжести, действующая на шар, Сила тяжести, действующая на тело, (четвёртое утверждение верно).

5) Объём погруженной части тела равен 3/4 его объёма (утверждение 5 неверно).

 

Ответ: 34.

Источник: Тренировочная работа по физике 12.10.2016, вариант ФИ10104
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.3.5 Закон Архимеда. Жидкость покоятся в ИСО