Задание №5 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Спасательный круг обычно делают из материала, плотность которого меньше плотности воды. Возможно ли сделать спасательный круг из стали?
Нельзя, так как плотность стали больше плотности воды, и спасательный круг утонет.
Нельзя, так как в воде будет происходить коррозия стали.
Можно, если использовать металл, плотность которого равна плотности воды.
Можно, при условии, что стальной круг полый внутри, не пропускает воду и средняя плотность круга меньше плотности воды.
Правильный ответ
4
Пояснение
Решение.
Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть условия плавания тел. Согласно закону Архимеда, тело плавает на поверхности жидкости, если действующая на него выталкивающая сила (сила Архимеда) способна уравновесить силу тяжести этого тела.
1. Условие плавания тел. Тело плавает, если его средняя плотность меньше плотности жидкости . Если средняя плотность тела больше плотности жидкости, оно тонет.
2. Плотность стали и воды. Плотность сплошной стали составляет примерно , в то время как плотность воды — . Сплошной стальной предмет обязательно утонет.
3. Использование полости. Если сделать стальной круг полым (пустым внутри), то его объем будет состоять из объема стальной оболочки и объема воздуха внутри. Средняя плотность такого изделия вычисляется по формуле: . Поскольку масса воздуха крайне мала, а объем конструкции велик, среднюю плотность можно сделать значительно меньше плотности воды.
4. Пример из жизни. По такому же принципу строятся современные корабли: они сделаны из стали, но за счет огромного внутреннего объема, заполненного воздухом, их средняя плотность меньше плотности воды, что позволяет им оставаться на плаву и обладать большой грузоподъемностью.
Таким образом, стальной спасательный круг возможен, если он будет полым и герметичным, чтобы его средняя плотность была меньше плотности воды.
Ответ: 4
Источник: ФИПИ