Задание №16 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем представленные рисунки и физические принципы измерения выталкивающей силы.

1. Физический принцип: При погружении тела в жидкость на него действует выталкивающая (Архимедова) сила $F_{А}$, направленная вертикально вверх. Вес тела в жидкости $P_{ж}$ меньше веса тела в воздухе $P_{0}$ на величину этой силы:
$F_{А} = P_{0} - P_{ж}$.
Динамометр показывает вес тела в данный момент. Чем меньше показания динамометра, тем больше действующая на тело выталкивающая сила.

2. Анализ Опыта 1: Цилиндр погружён в жидкость частично (примерно на половину своего объёма). Пружина динамометра растянута значительно, что указывает на то, что выталкивающая сила ещё не достигла своего максимума для данного тела.

3. Анализ Опыта 2: Цилиндр погружён в ту же жидкость полностью. Мы видим, что пружина динамометра растянута меньше, чем в первом опыте. Это означает, что вес тела в жидкости $P_{ж}$ уменьшился, следовательно, выталкивающая сила $F_{А}$ увеличилась.

4. Проверка утверждений:
1) Выталкивающая сила в первом опыте меньше, чем во втором. Это верно, так как во втором опыте тело погружено глубже (больший объём погружённой части), и динамометр показывает меньший вес.
2) Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости. Это утверждение верно теоретически, но на основе данного эксперимента сделать такой вывод нельзя, так как жидкость в обоих опытах одинаковая.
3) Выталкивающая сила увеличивается при увеличении объёма погружённой части цилиндра. Это верно. Сравнивая Опыт 1 и Опыт 2, мы видим: объём погружённой части вырос $\rightarrow$ показания динамометра уменьшились $\rightarrow$ выталкивающая сила выросла.
4) Выталкивающая сила не зависит от объёма цилиндра. Это утверждение ложно и противоречит закону Архимеда. Кроме того, в опыте использовался один и тот же цилиндр, поэтому зависимость от общего объёма не проверялась.
5) Выталкивающая сила не зависит от материала цилиндра. Это утверждение верно теоретически, но данный эксперимент его не подтверждает и не опровергает, так как материал цилиндра не менялся.

Таким образом, только утверждения № 1 и № 3 непосредственно следуют из проведённых опытов.

Ответ: 13

Источник: ФИПИ