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
Модель лодки плавает в банке с водой. Банка плотно закрыта крышкой. Изменится ли глубина погружения (осадка) лодки, если её вместе с банкой переместить с Земли на Луну?
Правильный ответ
3
Пояснение
Решение.
Для того чтобы ответить на вопрос, как изменится глубина погружения (осадка) лодки, проанализируем условия её плавания с точки зрения физических законов.
1. Условие плавания тел. Согласно закону Архимеда, на тело, плавающее на поверхности жидкости, действуют две основные силы: сила тяжести Fтяж, направленная вниз, и выталкивающая сила (сила Архимеда) FА, направленная вверх. Поскольку лодка плавает, эти силы уравновешивают друг друга:
Fтяж=FА
2. Распишем формулы для этих сил.
Сила тяжести, действующая на лодку: Fтяж=m⋅g, где m — масса лодки, g — ускорение свободного падения.
Выталкивающая сила: FА=ρж⋅g⋅Vпогр, где ρж — плотность жидкости (воды), Vпогр — объём погруженной части лодки.
3. Составим уравнение равновесия:
m⋅g=ρж⋅g⋅Vпогр
4. Анализ зависимости от гравитации. Мы видим, что ускорение свободного падения g входит в обе части уравнения. Если мы разделим обе части уравнения на g, то получим:
m=ρж⋅Vпогр
Отсюда объём погруженной части лодки равен:
Vпогр=ρжm
5. Вывод. Как видно из итоговой формулы, объём погруженной части лодки (а значит, и глубина погружения — осадка) зависит только от массы лодки и плотности жидкости. Ни масса лодки, ни плотность воды при перемещении на Луну не меняются. Хотя на Луне ускорение свободного падения gл примерно в 6 раз меньше земного, во столько же раз уменьшатся одновременно и сила тяжести, и выталкивающая сила. Следовательно, их отношение останется прежним, и глубина погружения не изменится.
Ответ: 3
Источник: ФИПИ