Question

В первом опыте на поверхности керосина плавает деревянный брусок, частично погружённый в жидкость. Во втором опыте брусок заменили на другой — той же плотности и массы, но меньшей высоты. Как изменятся сила Архимеда, действующая на брусок, и масса вытесненного керосина при переходе от первого опыта ко второму?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

увеличится
уменьшится
не изменится

СИЛА АРХИМЕДА	МАССА ВЫТЕСНЕННОГО КЕРОСИНА

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

| СИЛА АРХИМЕДА | МАССА ВЫТЕСНЕННОГО КЕРОСИНА |
| --- | --- |
| | |

Accepted Answer

33

Answer

Идея решения: применить условие плавания и связь между силой Архимеда, массой вытесненной жидкости и параметрами бруска.

Для плавающего тела условие равновесия:

$$\vec{F}_А = \vec{P}$$

где $F_А$ — сила Архимеда, $P$ — вес бруска.

Сила Архимеда определяется объёмом вытесненной жидкости:

$$F_А = \rho_{кер} g V_{погр}$$

где $\rho_{кер}$ — плотность керосина, $V_{погр}$ — объём погружённой части.

Масса вытесненного керосина:

$$m_{вытесн} = \rho_{кер} V_{погр}$$

Поскольку оба бруска имеют одинаковую массу $m$ и плотность $\rho$, их вес одинаков. Из условия плавания $F_А = mg$ следует, что сила Архимеда не изменяется.

Так как $F_А = \rho_{кер} g V_{погр}$ и $F_А$ остаётся постоянной, объём погружённой части $V_{погр}$ также не меняется.

Следовательно, масса вытесненного керосина $m_{вытесн} = \rho_{кер} V_{погр}$ также не изменяется.

Тот факт, что второй брусок имеет меньшую высоту при той же плотности и массе, означает, что он имеет большее поперечное сечение. Однако это не влияет на объём погружённой части — брусок просто погружается глубже в жидкость, сохраняя одинаковый объём вытеснения.

Задание №6Динамика и законы сохраненияЕГЭ по физике