Задание №12 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Разберем изменение каждой физической величины по отдельности, опираясь на законы гидростатики и механики.

1. Сила тяжести, действующая на кубик.
Сила тяжести определяется формулой $F_{тяж} = m \cdot g$, где $m$ — масса тела, а $g$ — ускорение свободного падения. По условию задачи мы рассматриваем один и тот же деревянный кубик. Его масса $m$ в процессе погружения в воду не меняется. Следовательно, сила тяжести, действующая на кубик, не изменяется (соответствует цифре 3).

2. Сила давления воды на дно сосуда.
Сила давления жидкости на дно сосуда $F_{давл}$ связана с гидростатическим давлением $p$ и площадью дна $S$ формулой $F_{давл} = p \cdot S$.
Гидростатическое давление на дно определяется высотой столба жидкости $h$ и её плотностью $\rho$: $p = \rho \cdot g \cdot h$.
В условии сказано, что сосуд был полностью заполнен водой. Когда кубик опустили в воду, часть воды вылилась через край. Поскольку сосуд заполнен до краев, уровень воды $h$ после установления равновесия (когда кубик плавает) останется таким же, каким он был до опускания кубика (вода заполнит всё пространство до верхнего края).
Так как плотность воды $\rho$ и высота её столба $h$ не изменились, давление $p$ на дно осталось прежним. Следовательно, и сила давления воды на дно сосуда не изменяется (соответствует цифре 3).

Таким образом, для обеих величин характер изменения соответствует цифре 3.

Ответ: 33

Источник: ФИПИ