Задание №12 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем изменение каждой физической величины в процессе погружения груза в воду.

1. Сила тяжести, действующая на груз.
Сила тяжести определяется формулой $F_{тяж} = m \cdot g$, где $m$ — масса груза, а $g$ — ускорение свободного падения. В процессе погружения груза в воду его масса не меняется, и ускорение свободного падения остаётся постоянным. Следовательно, сила тяжести, действующая на груз, не изменяется. Этому соответствует цифра 3.

2. Сила давления воды на дно сосуда.
Сила давления жидкости на дно сосуда $F_{давл}$ связана с гидростатическим давлением $p$ формулой $F_{давл} = p \cdot S$, где $S$ — площадь дна сосуда. Гидростатическое давление определяется высотой столба жидкости: $p = \rho \cdot g \cdot h$, где $\rho$ — плотность воды, $h$ — высота уровня воды в стакане.
Когда груз опускают в воду, он вытесняет объём воды, равный объёму погружённой части тела (согласно закону Архимеда). Так как стакан имеет фиксированную площадь сечения, вытесненная вода приводит к подъёму уровня жидкости в стакане (высота $h$ увеличивается). Поскольку высота столба жидкости $h$ растёт, увеличивается гидростатическое давление на дно, а значит, и сила давления воды на дно сосуда увеличивается. Этому соответствует цифра 1.

Таким образом, итоговая последовательность цифр: 31.

Ответ: 31

Источник: ФИПИ