Задание №6 — Сила Архимеда
На поверхности воды плавает прямоугольный брусок из древесины плотностью 400 кг/м3. Брусок заменили на другой брусок той же массы и с той же площадью основания, но из древесины плотностью 600 кг/м3. Как при этом изменились глубина погружения бруска и действующая на него сила Архимеда? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| ГЛУБИНА ПОГРУЖЕНИЯ БРУСКА | СИЛА АРХИМЕДА |
Правильный ответ
33
Пояснение
Дано: m = const, S = const; ρ1 = 400 кг/м3; ρ2 = 600 кг/м3
Решение:
Поскольку плотность обоих брусков ниже плотности воды, они будут находиться в состоянии плавания. Согласно второму закону Ньютона, для плавающего тела сила Архимеда уравновешивает силу тяжести: Fарх = mg. Ввиду того, что масса брусков одинакова, действующая на них выталкивающая сила также не меняется: Fарх = ρжgVпогр
Так как величина силы Архимеда и плотность окружающей жидкости постоянны, объем части тела, находящейся под водой, сохраняется прежним.
Учитывая, что Vпогр = Sh и площадь поперечного сечения брусков идентична, глубина их погружения в воду останется неизменной.
Ответ: 33
Источник: ФИПИ