Обоснование

1. Введем инерциальную систему отсчета (ИСО) связанную с Землей.

2. Описываем спицу моделью твердого тела (форма и размеры тела неизменны, расстояние между любыми двумя точками тела остаётся неизменным).

3. Движение твердого тела можно описать совокупностью движений - поступательного и вращательного. Поэтому для равновесия твердого тела в ИСО необходимо два условия. Одно для поступательного движения, другое - для вращательного движения.

4. Сумма всех приложенных к твёрдому телу внешних сил равна нулю (условие равновесия твёрдого тела относительно поступательного движения). Также применимо правило моментов (условие равновесия твёрдого тела относительно вращательного движения).

5. Так как поверхность гладкая, то трение отсутствует и на доску действует сила реакции опоры со стороны дна сосуда направленная перпендикулярно поверхности, также действует сила реакции опоры, направленная со со стороны левой стенки вправо.

Решение

1. Найдем высоту палочки, относительно дна стакана

где – длина палочки, – радиус стакана.
2. Сделаем рисунок с изображением всех сил, действующих на палочку.

3. Найдем силу Архимеда, действующую на палочку. Палочка погружена в жидкость на от своего объема, то есть

где – объем тела, – плотность палочки, – плотность жидкости.
4. Запишем правило моментов, относительно оси, проходящей перпендикулярно рисунку через точку приложения сил и .

Выразим силу реакции опоры. С учетом третьего закона Ньютона она будет равна силе давления палки на стенку сосуда.

Критерий 1

1 балл ставится если

1. Введена инерциальная система отсчета.

2. Сказано, что тело будем рассматривать моделью твердого тела (форма и размеры неизменны).

3. Описание того, что движение тела описывается совокупностью поступательного и вращательного движения.

4. Сказаны условия равновесия тела относительно поступательного и вращательного движения.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

В остальных случаях ставится 0 баллов по данному критерию.

При отсутствии обоснования по данному критерию ставится 0 баллов

Критерий 2

3 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формула для силы Архимеда, условия равновесия твёрдого тела относительнс вращения и поступательного движения, третий закон Ньютона);
II) сделан правильный рисунок с указанием внешних сил, действующих на стержень и шары;
III) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физически: величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
IV) проведены необходимые математические преобразования и расчёты приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям с промежуточными вычислениями); V) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

2 балла ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы закономерности, и проведены необходимые преобразования.
Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пунктам II и III, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые от решения и не зачёркнуты. не отделень

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущень ошибки, и (или) в математических преобразованиях / вычислениях пропущень логически важные шаги.

Отсутствует пункт V, или в нём допущена ошибка

1 балл ставится если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либс преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла