Задание 5

Объяснение особенностей протекания физических явлений · 72 задания

Задание №5
№5
Существует много способов (физических и химических) для разделения смесей. На рисунке представлен один из физических способов разделения смесей. Можно…
Магнитное поле магнита
Задание №5
№5
В теплоизолированной картонной трубке длиной 1 м находится небольшое количество свинцовой дроби. Трубку в вертикальной плоскости переворачивают n раз…
Количество теплоты. Теплоёмкость
Задание №5
№5
Лёгкий алюминиевый шарик, подвешенный на нити, притянулся к поднесённой заряженной стеклянной палочке (см. рисунок). Можно ли сделать однозначный выво…
Проводники и диэлектрики
Задание №5
№5
Изучая колебания пружинного маятника, ученик собрал из пружин разной жёсткости и грузов одинаковой массы четыре установки (см. рисунок). Какую из указ…
Маятники
Задание №5
№5
Необходимо экспериментально установить, зависит ли период колебаний математического маятника от длины нити. Какую из указанных на рисунке пар маятнико…
Маятники
Задание №5
№5
Греческий учёный Герон, живший в I в. н.э., написал несколько книг об инженерном деле. В них он описывал самые разные изобретения, в том числе так наз…
Закон сохранения импульса
Задание №5
№5
Даша на белом листе бумаги красным карандашом нарисовала цветок. Что она увидит, рассматривая при солнечном свете листок с рисунком через зелёный филь…
Явления в природе
Задание №5
№5
Горячий чайник какого цвета – чёрного или белого – при прочих равных условиях остывает быстрее и почему? 1) белый, так как его теплопроводность выше 2…
Виды теплопередачи
Задание №5
№5
На белой бумаге красными чернилами написан текст. Удастся ли ученику прочесть текст через фильтр красного цвета? 1) Не удастся: ученик увидит просто л…
Дисперсия света
Задание №5
№5
Какой снег – грязный или чистый – при прочих равных условиях тает быстрее в солнечную погоду и почему? 1) грязный снег, так как он отражает солнечные…
Виды теплопередачи
Задание №5
№5
Если пластмассовой расчёской тщательно расчесать сухие волосы, а затем поднести расчёску к тонкой струе воды, то можно видеть, как струя изгибается в…
Электризация тел
Задание №5
№5
Два одинаковых бруска льда внесли в тёплое помещение. Первый брусок оставили открытым, а второй обернули шерстяным шарфом, находившимся в том же помещ…
Виды теплопередачи

Задание №5 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Сплошной шарик из парафина сначала опустили в сосуд с водой, а затем – в сосуд со спиртом. Сравните выталкивающие силы, действующие на шарик со стороны воды и со стороны спирта.

1) Выталкивающая сила в сосуде с водой равна выталкивающей силе в сосуде со спиртом, так как в обоих случаях выталкивающая сила уравновешивает одну и ту же силу тяжести, действующую на шарик.

2) Выталкивающая сила в сосуде со спиртом больше, так как выталкивающая сила прямо пропорциональна объёму погружённой части тела (в спирт шарик погружается полностью, тогда как в воде плавает при частичном погружении) .

3) Выталкивающая сила в сосуде с водой больше, так как в воде шарик плавает, и выталкивающая сила уравновешивает силу тяжести, действующую на шарик, а в спирте шарик тонет, т.е. выталкивающая сила меньше силы тяжести.

4) Выталкивающая сила в сосуде с водой больше, так как выталкивающая сила прямо пропорциональна плотности жидкости (плотность воды больше плотности спирта) .

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи необходимо сравнить плотность материала шарика с плотностями жидкостей, в которые его помещают. Это позволит определить, будет ли шарик плавать на поверхности или утонет.

1. Анализ плотностей.
Согласно справочным данным:
— плотность парафина $\rho_{ш} = 900 \, \text{кг/м}^3$ ;
— плотность воды $\rho_{в} = 1000 \, \text{кг/м}^3$ ;
— плотность спирта $\rho_{с} = 800 \, \text{кг/м}^3$ .

2. Поведение шарика в воде.
Так как плотность парафина меньше плотности воды ( $\rho_{ш} < \rho_{в}$ ), шарик в воде будет плавать на поверхности. Согласно условию плавания тел, для плавающего тела сила тяжести $F_{тяж}$ уравновешивается выталкивающей силой (силой Архимеда) $F_{А1}$ :
$F_{А1} = F_{тяж}$ .

3. Поведение шарика в спирте.
Так как плотность парафина больше плотности спирта ( $\rho_{ш} > \rho_{с}$ ), шарик в спирте будет тонуть и опустится на дно. В этом случае сила тяжести больше выталкивающей силы $F_{А2}$ :
$F_{А2} < F_{тяж}$ .

4. Сравнение сил.
Из полученных соотношений ( $F_{А1} = F_{тяж}$ и $F_{А2} < F_{тяж}$ ) следует, что выталкивающая сила в воде равна силе тяжести, а в спирте она меньше силы тяжести. Следовательно, выталкивающая сила в воде больше, чем в спирте:
$F_{А1} > F_{А2}$ .

Таким образом, верным является утверждение, что в воде шарик плавает (сила Архимеда равна силе тяжести), а в спирте тонет (сила Архимеда меньше силы тяжести).

Ответ: 3

Источник: ФИПИ