Задание 22 ЕГЭ по физике · 62CDEC
Изменение натяжения нити
На рисунке показана система тел, состоящая из неподвижного блока с перекинутой через него лёгкой и нерастяжимой нитью, к концам которой привязаны тяжёлое тело объёмом V = 100 см3 и лёгкая пружина жёсткостью k = 100 Н/м. Эта система погружена в сосуд с жидкостью плотностью ρ = 900 кг/м3. Нижний конец пружины прикреплён ко дну сосуда. Как и на сколько изменится сила натяжения нити, действующая на пружину, если всю жидкость вылить из сосуда? Считать, что трение в оси блока отсутствует.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Так как нить лёгкая, нерастяжимая, а трение в оси блока отсутствует, натяжение нити одинаково на обоих её участках и равно силе, действующей на пружину.
До выливания жидкости на тяжёлое тело действуют сила тяжести, сила Архимеда и сила натяжения нити. Условие равновесия тела:
T1+FА=mg
Сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости. Объём тела переводим в единицы СИ: V=100 см3=1,0⋅10−4 м3.
FА=ρgV
После выливания жидкости сила Архимеда отсутствует, поэтому натяжение становится равным весу тела:
T2=mg
Следовательно, изменение силы натяжения равно силе Архимеда:
T2−T1=ρgV=900⋅10⋅1,0⋅10−4=0,9 Н
До выливания жидкости на тяжёлое тело действуют сила тяжести, сила Архимеда и сила натяжения нити. Условие равновесия тела:
T1+FА=mg
Сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости. Объём тела переводим в единицы СИ: V=100 см3=1,0⋅10−4 м3.
FА=ρgV
После выливания жидкости сила Архимеда отсутствует, поэтому натяжение становится равным весу тела:
T2=mg
Следовательно, изменение силы натяжения равно силе Архимеда:
T2−T1=ρgV=900⋅10⋅1,0⋅10−4=0,9 Н
Пример ответа
После выливания жидкости сила натяжения нити увеличится на 0,9 Н.
Источник: Открытый банк ФИПИ 62CDEC
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 · 17257D22Однородный цилиндр объёмом 4·10^(–4) м^(3) подвешен на нити и наполовину погружён в воду. Какова плотность…Плотность цилиндра в воде · 1F1FD622Нить, удерживающая лёгкую пружину в сжатом состоянии, внезапно оборвалась (см. рисунок). На сколько…Расчётная задача: механика · 24CD61
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.