Задание 22 ЕГЭ по физике · DB692A
Плотность деревянного шара
Однородный деревянный шар массой m = 1,6 кг лежит в сосуде с водой, касаясь дна и не касаясь стенок сосуда, так, что половина шара находится в воде. Определите плотность дерева, если шар давит на дно сосуда с силой F = 6 Н. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на шар.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На шар действуют сила тяжести mg, направленная вниз, сила реакции дна F, направленная вверх, и выталкивающая сила Архимеда FA, направленная вверх. Так как шар находится в равновесии, сумма сил равна нулю.
mg=F+FA
По условию сила давления шара на дно равна F=6 Н, поэтому сила реакции дна имеет такую же величину. Принимаем g=10 Н/кг.
mg=1,6⋅10=16 Н
Найдём выталкивающую силу.
FA=mg−F=16−6=10 Н
В воде находится половина объёма шара, поэтому объём вытесненной воды равен V/2. Используем закон Архимеда, где ρв=1000 кг/м3.
FA=ρвgV2
Определим объём шара.
V=2FAρвg=2⋅101000⋅10=2⋅10−3 м3
Плотность дерева равна отношению массы шара к его объёму.
ρд=mV=1,62⋅10−3=800 кг/м3
mg=F+FA
По условию сила давления шара на дно равна F=6 Н, поэтому сила реакции дна имеет такую же величину. Принимаем g=10 Н/кг.
mg=1,6⋅10=16 Н
Найдём выталкивающую силу.
FA=mg−F=16−6=10 Н
В воде находится половина объёма шара, поэтому объём вытесненной воды равен V/2. Используем закон Архимеда, где ρв=1000 кг/м3.
FA=ρвgV2
Определим объём шара.
V=2FAρвg=2⋅101000⋅10=2⋅10−3 м3
Плотность дерева равна отношению массы шара к его объёму.
ρд=mV=1,62⋅10−3=800 кг/м3
Пример ответа
Плотность дерева равна 800 кг/м3. На рисунке следует показать силы mg вниз, F_A и реакцию дна F вверх.
Источник: Открытый банк ФИПИ DB692A
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.