Задание №4 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова из приведённого списка.
Сосуд полностью (доверху) заполнили водой и уравновесили на рычажных весах (см. рисунок).
Затем в сосуд опустили сплошной деревянный шарик, изготовленный из сосны. Шарик при этом (А)__________ в воде. Часть воды при опускании шарика (Б)__________, равновесие весов при этом (В)__________. Это объясняется тем, что вес вытесненной шариком воды (Г)__________ весу(а) деревянного шарика.
| Список слов: | |
| 1) | нарушаться |
| 2) | не нарушаться |
| 3) | равняется |
| 4) | меньше |
| 5) | плавать |
| 6) | утонуть |
| 7) | выливаться |
Правильный ответ
5723
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем физические процессы, происходящие при опускании шарика в сосуд с водой.
1) Условие плавания тел. Шарик изготовлен из сосны. Плотность сосны , а плотность воды . Так как плотность материала шарика меньше плотности воды (), то шарик будет плавать на поверхности воды (пропуск А — 5).
2) Закон Архимеда и вытеснение жидкости. Поскольку сосуд был заполнен водой доверху, при погружении в него любого тела часть воды обязательно будет выливаться через край (пропуск Б — 7).
3) Равновесие весов. Согласно закону Архимеда, на плавающее тело действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости. Для плавающего тела сила тяжести уравновешена силой Архимеда: . Это означает, что вес плавающего шарика равняется весу вытесненной им воды (пропуск Г — 3).
4) Итоговое состояние системы. На левую чашу весов добавили шарик массой , но при этом из сосуда вылилась вода массой . Так как вес шарика равен весу вытесненной воды (), то и их массы равны (). Следовательно, общая масса левой чаши не изменилась, и равновесие весов не нарушится (пропуск В — 2).
Сопоставим полученные выводы со списком слов:
А — 5 (плавать)
Б — 7 (выливаться)
В — 2 (не нарушаться)
Г — 3 (равняется)
Ответ: 5723
Источник: ФИПИ