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
В мензурку с водой опустили кусок льда и замерили получившийся уровень воды. Изменится ли уровень воды в мензурке, когда весь лёд растает?
Правильный ответ
2
Пояснение
Решение.
Для решения этой задачи воспользуемся законом Архимеда и законом сохранения массы.
1. Рассмотрим плавающий лёд. Согласно условию плавания тел, на кусок льда действует сила тяжести и выталкивающая сила (сила Архимеда), которые уравновешивают друг друга:
Fтяж=FА.
Сила тяжести льда равна mльда⋅g, а сила Архимеда равна весу вытесненной им воды: Pвыт.воды=mвыт.воды⋅g.
Следовательно, mльда=mвыт.воды. Это означает, что масса плавающего льда в точности равна массе воды, которую он вытесняет своим погружённым объёмом.
2. Теперь рассмотрим процесс таяния. При превращении льда в воду его масса не изменяется (согласно закону сохранения массы). То есть из льда массой mльда получится вода массой mводы=mльда.
3. Сопоставим эти факты:
— Пока лёд плавает, он занимает объём, равный объёму вытесненной им воды массой mвыт.воды.
— Когда лёд растает, он превратится в воду той же самой массы mльда.
Так как mльда=mвыт.воды, то объём воды, образовавшейся при таянии льда, будет в точности равен объёму той части льда, которая была погружена в воду изначально.
4. Таким образом, образовавшаяся вода просто «заполнит» тот объём, который раньше занимала погружённая часть льда, и уровень воды в мензурке не изменится.
Следовательно, верным является утверждение о том, что уровень не изменится, так как вес плавающего льда равен весу вытесненной им воды (что и определяет объём погружённой части).
Ответ: 2
Источник: ФИПИ