Question

Деревянный шарик плавает в стакане с водой. Как изменятся сила тяжести, действующая на шарик, и глубина погружения шарика в жидкость, если он будет плавать в подсолнечном масле? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится. Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

| СИЛА ТЯЖЕСТИ, ДЕЙСТВУЮЩАЯ НА ШАРИК | ГЛУБИНА ПОГРУЖЕНИЯ ШАРИКА В ЖИДКОСТЬ |
| --- | --- |
| | |

Accepted Answer

31

Answer

Идея решения: сила тяжести зависит только от массы шарика, а глубина погружения определяется условием плавания и плотностью жидкости.

**Сила тяжести, действующая на шарик.**

Сила тяжести вычисляется по формуле:

$$F_т = mg$$

где $m$ — масса шарика, $g$ — ускорение свободного падения. Ни масса шарика, ни ускорение свободного падения не зависят от того, в какой жидкости плавает шарик. Следовательно, сила тяжести **не изменится** (ответ: 3).

**Глубина погружения шарика в жидкость.**

Для плавающего тела условие равновесия имеет вид:

$$F_т = F_А$$

где $F_А$ — архимедова сила. Архимедова сила равна:

$$F_А = \rho_ж g V_{погр}$$

где $\rho_ж$ — плотность жидкости, $V_{погр}$ — объём погружённой части шарика.

Из условия равновесия:

$$mg = \rho_ж g V_{погр}$$

$$V_{погр} = \frac{m}{\rho_ж}$$

Плотность подсолнечного масла ($\rho_{масла} \approx 920$ кг/м³) меньше плотности воды ($\rho_{воды} = 1000$ кг/м³). При переходе от воды к маслу знаменатель уменьшается, поэтому объём погружённой части увеличивается. Так как объём погружённой части растёт, а форма шарика остаётся неизменной, глубина погружения **увеличится** (ответ: 1).

Задание №6Динамика и законы сохраненияЕГЭ по физике