Качественная задача (объяснение физических процессов и свойств тел) · 66 заданий
- Задание №19№19Лёгкое
На одну чашу весов поставили блюдце с горячей водой, а на другую – уравновешивающие её гири. Сохранится ли с течением времени это равновесие? Ответ по…
Испарение, конденсация, кипение
- Задание №19№19Сложное
К невесомой нити (см. рисунок) подвешен груз А. К нему на пружине прикрепляют груз В и затем нить пережигают. Какой из грузов в начале падения имеет о…
Второй закон Ньютона
- Задание №19№19Среднее
Колбу с жидкостью поместили в сосуд с водой (см. рисунок), при этом наблюдали повышение уровня жидкости в трубке. Сравните первоначальные температуры…
Тепловое расширение и сжатие
- Задание №19№19Лёгкое
Два ученика одновременно измеряли атмосферное давление с помощью барометра: один – находясь в школьном дворе под открытым небом, другой – в кабинете ф…
Давление
- Задание №19№19Среднее
Капля маслянистой жидкости попадает на поверхность воды и растекается, образуя тонкую плёнку. Обязательно ли эта плёнка закроет всю поверхность воды?…
Основные положения МКТ
- Задание №19№19Сложное
Два спиртовых термометра – большой и маленький – сделаны из одинакового материала. Большой термометр значительно тяжелее и содержит, соответственно, б…
Уравнение теплового баланса
- Задание №19№19Среднее
В два одинаковых стакана налита вода до одной высоты. В один стакан опустили сплошной стальной брусок, а в другой – сплошной медный брусок той же масс…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19Лёгкое
Для того чтобы стеклянный стакан не треснул, какую ложку (деревянную или металлическую) следует в него опустить, прежде чем налить кипяток? Ответ пояс…
Виды теплопередачи
- Задание №19№19Лёгкое
Каким образом легче резать картон с помощью ножниц: помещая картон у кончиков лезвий или ближе к их середине? Ответ поясните.
Простые механизмы. Рычаг. КПД
- Задание №19№19Лёгкое
В сосуде с водой находятся три бруска, которые в равновесии располагаются так, как показано на рисунке. Бруски сделаны из разных материалов, но имеют…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19Лёгкое
Стёкла окон дома или его стены в лучах солнечного света кажутся более тёмными? Ответ поясните.
Отражение света
- Задание №19№19Сложное
Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того как колбу опустили в сосуд с водой, показания манометра изменились (ри…
Внутренняя энергия
На одну лодку, плавающую в озере, погрузили 10 кг дров, а на другую, такую же, 10 кг металлолома. Обе лодки продолжают плавать. Какая из лодок при этом погрузилась глубже? Ответ поясните.
Решение
Решение.
Для ответа на вопрос задачи воспользуемся условием плавания тел и законом Архимеда.
1. Согласно условию плавания тел, если тело плавает на поверхности жидкости (или внутри неё), то сила тяжести, действующая на тело с грузом, уравновешивается выталкивающей силой (силой Архимеда):
FA=Fтяж
2. Сила тяжести, действующая на лодку с грузом, равна:
Fтяж=(mл+mгр)⋅g,
где mл — масса лодки, mгр — масса груза, g — ускорение свободного падения.
3. По закону Архимеда выталкивающая сила равна весу вытесненной воды:
FA=ρв⋅g⋅Vпогр,
где ρв — плотность воды, Vпогр — объём погруженной в воду части лодки.
4. Приравняем выражения для сил:
ρв⋅g⋅Vпогр=(mл+mгр)⋅g
Разделим обе части уравнения на g:
ρв⋅Vпогр=mл+mгр
5. Выразим объём погруженной части лодки:
Vпогр=ρвmл+mгр
6. Проанализируем полученную формулу. Масса обеих лодок mл одинакова по условию. Масса грузов mгр также одинакова (по 10 кг). Плотность воды ρв в озере неизменна. Следовательно, объём погруженной части Vпогр будет одинаковым для обеих лодок.
7. Глубина погружения лодки напрямую зависит от объёма её погруженной части. Так как лодки одинаковые и объёмы вытесненной ими воды равны, то и глубина погружения у них будет одинаковой. Плотность самого материала груза (дров или металла) влияет только на то, какой объём этот груз занимает внутри лодки, но не влияет на общую силу тяжести системы, которая определяет осадку судна.
Ответ: Обе лодки погрузились на одинаковую глубину.
Источник: ФИПИ