Задание 22 ЕГЭ по физике · 1F1FD6
Плотность цилиндра в воде
Однородный цилиндр объёмом 4·10–4 м3 подвешен на нити и наполовину погружён в воду. Какова плотность материала цилиндра, если сила натяжения нити F = 3 Н?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На цилиндр действуют сила тяжести mg, сила натяжения нити F и направленная вверх архимедова сила FА. Так как цилиндр находится в равновесии, сила тяжести равна сумме сил, направленных вверх.
mg=F+FА
Масса цилиндра выражается через его плотность: m=ρV. Архимедова сила определяется объёмом погружённой части цилиндра. Погружена половина объёма, поэтому Vпогр=V/2.
FА=ρвgV2
Подставим эти выражения в условие равновесия и выразим плотность материала цилиндра.
ρVg=F+ρвgV2
Используем значения ρв=1000 кг/м3, g=10 Н/кг, V=4⋅10−4 м3 и F=3 Н.
ρ=FgV+ρв2=310⋅4⋅10−4+10002=750+500=1250 кг/м3
mg=F+FА
Масса цилиндра выражается через его плотность: m=ρV. Архимедова сила определяется объёмом погружённой части цилиндра. Погружена половина объёма, поэтому Vпогр=V/2.
FА=ρвgV2
Подставим эти выражения в условие равновесия и выразим плотность материала цилиндра.
ρVg=F+ρвgV2
Используем значения ρв=1000 кг/м3, g=10 Н/кг, V=4⋅10−4 м3 и F=3 Н.
ρ=FgV+ρв2=310⋅4⋅10−4+10002=750+500=1250 кг/м3
Пример ответа
ρ = 1,25 · 103 кг/м3
Источник: Открытый банк ФИПИ 1F1FD6
Похожие задания
22Тело движется прямолинейно с постоянным ускорением из состояния покоя. На некотором участке пути за 2 с…Время до участка движения · 08300622Фототок с литиевого фотокатода, освещаемого монохроматическим излучением с длиной волны l0, прекращается при…Определение длины волны фотокатода · 0B795422Груз массой m = 2,0 кг и объёмом V = 10^( – 3) м^(3), подвешенный на тонкой нити, целиком погружён в жидкость…Плотность жидкости по силе Архимеда · 16C3B922Автомобиль массой 1700 кг двигался по дороге. Его положение на дороге изменялось согласно графику зависимости…Максимальная кинетическая энергия автомобиля · 17257D22Нить, удерживающая лёгкую пружину в сжатом состоянии, внезапно оборвалась (см. рисунок). На сколько…Расчётная задача: механика · 24CD6122В стакан налита вода, а поверх неё – керосин. Однородный шар плавает, погружённый в обе жидкости. При этом…Плотность плавающего шара · 29960D
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.