Механика —Каталог задач по ОГЭ - Физика

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#83136

В сосуде с водой плавает кусок льда. Поверх воды наливают керосин так, что кусок льда оказывается полностью покрытым керосином. Изменится ли уровень воды в сосуде, если лёд растает? Если изменится, то как? Ответ поясните.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Уровень воды в сосуде повысится.
Так как кусок льда будет одновременно плавать и в керосине, и в воде, запишем условие плавание тела:

Fa1 +Fa2 = mg,

где $Fa1$ - сила Архимеда со стороны воды, $Fa2$ - сила Архимеда со стороны керосина, $m$ - масса льда.
Распишем силы Архимеда: $Fa1 = ρ1gV1$ , $Fa2 =ρ2gV2$ , где $V1$ - объем части, погруженной в воду, $V2$ - объем части, погруженной в керосин, $ρ1$ - плотность воды, $ρ2$ - плотность керосина.

ρ1gV1+ ρ2gV2 = mg

$m = ρV$ , $ρ$ - плотность льда, $V$ -общий объем куска льда. Следовательно, $V =V1 +V2.$

ρ gV1 +ρ gV = ρVg 1 2 2

ρ1V1+ ρ2V2 = ρ(V1+ V2)

ρ1V1+ ρ2V2 = ρV1+ ρV2

ρV2− ρ2V2 = ρ1V1− ρV1

V2(ρ − ρ2)= V1(ρ1 − ρ)

V2= (ρ1−-ρ)= (1000−-900) =1 V1 (ρ− ρ2) (900− 800)

V1 = V2

После таяния льда образовалась вода той же массы, объем этой воды обозначим за $V0$
Распишем массу воды двумя способами:

ρ1V0 = ρ(V1 +V2)

ρ1V0 = ρ(V1 +V1)

ρ1V0 = 2ρV − 1

(2ρV ) (2⋅900)V V0 = -ρ-1-= ---1000--1= 1,8V1 1

Путем преобразований, мы пришли к тому выводу, что объем образовавшейся воды в 1,8 раз больше объема воды, который вытеснял лёд. Значит уровень воды в сосуде увеличится.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#80705

В сосуде с водой плавает кусок льда. Поверх воды наливают керосин так, что кусок льда оказывается полностью покрытым керосином. Изменится ли уровень воды в сосуде, если лёд растает? Если изменится, то как? Ответ поясните.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Уровень воды в сосуде повысится.
Пояснение: Так как кусок льда будет одновременно плавать и в керосине, и в воде, запишем условие плавание тела:

Fa1 + Fa2 = mg

где $Fa 1$ - сила Архимеда со стороны воды, $Fa 2$ - сила Архимеда со стороны керосина, $m$ - масса льда.
Распишем силы Архимеда:

Fa1 = ρ1gV1

Fa2 = ρ2gV2

где $V1$ - объем части, погруженной в воду, $V2$ - объем части, погруженной в керосин, $ρ1$ - плотность воды, $ρ2$ - плотность керосина.

ρ1gV1 + ρ2gV2 = mg

m = ρV

$ρ$ - плотность льда, $V$ -общий объем куска льда.
Следовательно,

V = V1 + V2

ρ1gV1 + ρ2gV2 = ρV g

ρ1V1 + ρ2V2 = ρ(V1 + V2)

ρ1V1 + ρ2V2 = ρV1 + ρV2

ρV − ρ V = ρ V − ρV 2 2 2 1 1 1

V2(ρ − ρ2) = V1(ρ1 − ρ )

V (ρ − ρ) (1000 − 900 ) --2= --1----- = -------------= 1 V1 (ρ − ρ2) (900 − 800)

Значит, $V1 = V2$
После таяния льда образовалась вода той же массы, объем этой воды обозначим за $V0$
Распишем массу воды двумя способами:

ρ1V0 = ρ(V1 + V2)

ρ1V0 = ρ(V1 + V1)

ρ1V0 = 2 ρV1

(2ρV1 ) (2 ⋅ 900)V1 V0 = ------- = -----------= 1,8V1 ρ1 1000

Путем преобразований, мы пришли к тому выводу, что объем образовавшейся воды в 1,8 раз больше объема воды, который вытеснял лёд.
Значит уровень воды в сосуде увеличится.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#80704

Два ученика одновременно измеряли атмосферное давление с помощью барометра: один – находясь в школьном дворе под открытым небом, другой – в кабинете физики на пятом этаже. Одинаковыми ли будут показания барометров? Если нет, то какой барометр покажет большее значение атмосферного давления? Ответ поясните.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Нет, показания не будут одинаковыми.

Так как атмосферное давление зависит от высоты - с увеличением высоты атмосферное давление уменьшается - значит барометр, который находится на пятом этаже, покажет меньшее значение, соотвественно барометр, находящийся во дворе - большее значение.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#76441

Сплошной шарик из парафина сначала поместили в сосуд с машинным маслом, а затем – в сосуд с водой. Изменилась ли, и если изменилась, то как выталкивающая сила, действующая на шарик?

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Выталкивающая сила не изменилась.
Плотность парафина - меньше плотности воды, значит шарик будет плавать на поверхности воды, будет выполняться условие плавания тел - сила Архимеда уравновешивает силу тяжести.
Плотность парафина равна плотности машинного масла, а это значит, что шарик полностью погрузится в масло и будет плавать, снова выполняется условие плавания тел - сила Архимеда уравновешивает силу тяжести.
Так как масса шарика не меняется, следовательно не меняется и сила тяжести, которая пропорциональная массе. Не меняется сила тяжести, значит не меняется сила Архимеда при переносе шарика из одной жидкости в другую.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#76440

Рыбаки в лодке перевозят чугунную трубу. Как изменится осадка лодки, если трубу не погрузить в лодку, а привязать снизу под днищем? (Осадка – глубина погружения лодки в воду.) Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Осадка лодки уменьшится.
Так как лодка плавает на поверхности воды, мы можем воспользоваться условием плавания тел - сила Архимеда уравновешивает силу тяжести.

Fa =(m1 + m2)g

где $m1$ - масса лодки, $m2$ - масса трубы

Fa =ρ0gV => ρ0gV = (m1 + m2)g => ρ0V = m1 +m2

учитывая, что $ρ0$ -плотность воды в бассейне, $V$ -объем погруженной части лодки(следовательно и объем воды, вытесняемый лодкой)
После того, как трубу опускают в воду, привязав к днищу, на неё действует выталкивающая сила $Fa2$ , а на лодку действует уже другая сила Архимеда $Fa1$ , отличная от первоначальной, то есть выполняются условия:

Fa1 = m1g => ρ0V1 = m1

Fa2 = m2g => ρ0V2 = m2

Fa1+ Fa2 = (m1 + m2)g = >ρ0gV1+ ρ0gV2 = (m1 + m2)g = >

ρ0V1 +ρ0V2 = m1 + m2

учитывая, что $V1$ - объём погруженной части лодки, $V2$ - oбъём погруженной трубы Когда труба еще находилась в лодке, мы выяснили, что $ρ0V = m1 +m2$ . Подставляя это в наше последнее условие, получим: $ρ0V1+ ρ0V2 =ρ0V$ Сокращая плотность воды, получаем конечное выражение:

V1 +V2 = V => V1 = V − V2

Видно, что объем погруженной части лодки после опускания трубы в воду стал меньше.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#76439

Банку с водой и плавающей в ней маленькой моделью лодки переместили с Земли на Луну. Изменится ли при этом (и если изменится, то как) глубина погружения (осадка) лодки? Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Осадка лодки не изменится.
Так как лодка плавает на поверхности воды, мы можем воспользоваться условием плавания тел - сила Архимеда уравновешивает силу тяжести.

Fa =mg = > Fa = ρ0gV = mg

где $ρ0$ -плотность жидкости, $V$ - объем погруженной части, $m$ - масса лодки => Обе силы прямо пропорциональны ускорению свободного падения, которое на Луне меньше, чем на Земле. Так как присутствует прямая пропорциональность, то и выталкивающая сила, и сила тяжести уменьшатся в одинаковое число раз, следовательно, первоначальное равенство сохранится.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#76438

Камень лежит на дне сосуда, полностью погружённый в воду (см. рисунок). Изменится ли и, если изменится, то как, сила давления камня на дно, если сверху налить керосин (керосин не смешивается с водой)? Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Сила давления камня на дно не изменится.
Расставив все силы, действующие на камень и применив второй закон Ньютона, получим: $Fa− mg =F д$ , где $m$ -масса камня.
Можно увидеть, что сила давления равна разности силы Архимеда и силы тяжести, а они в свою очередь не меняются, так как не меняется ни масса камня, ни объем погруженной части, ни плотность жидкости. Не меняются выталкивающая сила и сила тяжести $=>$ не меняется и сила давления на дно сосуда.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#76437

Нагретую пробирку поставили в налитую в блюдце воду вертикально открытым концом вниз. Изменится ли и если изменится, то как, уровень воды в пробирке по мере её остывания? Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Уровень воды в пробирке повысится.
Так как пробирка и воздух в ней будут остывать, давление воздуха внутри пробирки будет уменьшаться. На воду в блюдце действует постоянное атмосферное давление. Вода в пробирке будет подниматься до тех пор, пока гидростатическое давление, а также давление в пробирке не скомпенсируют атмосферное давление. То есть, мы компенсируем уменьшение давления воздуха в пробирке путем возникновения гидростатического давления, а оно в свою очередь появляется из-за поднятия столбика воды.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#76436

Лодка плавает в небольшом бассейне. Изменится ли (и если да, то как) уровень воды в бассейне, если из лодки выложить на поверхность воды спасательный круг? Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Уровень воды в бассейне не изменится.
Так как лодка плавает на поверхности воды, мы можем воспользоваться условием плавания тел - сила Архимеда уравновешивает силу тяжести.

Fa =(m1 + m2)g

Fa = ρ0gV

где $ρ0$ - плотность жидкости, $V$ - объем погруженной части лодки, $m1$ - масса лодки, $m2$ - масса спасательного круга

ρ0gV =(m1 + m2)g => ρ0V = m1 +m2

После того, как спасательный круг опускают в воду, на него действует выталкивающая сила $Fa2$ , а на лодку действует сила Архимеда $Fa1$ , отличная от первоначальной. Так как оба тела плавают:

Fa1= m1g => ρ0V1 = m1

Fa2= m2g => ρ0V2 = m2

где $V1$ - объем погруженной части лодки, $V2$ - объем погруженной части круга Подставляя выраженные массы в первоначальное условие(когда круг все еше лежал в лодке), получим

ρ0V = ρ0V1+ ρ0V2

Сокращая плотность жидкости, получим $V = V1+ V2$ . Анализируя, можно сказать, что объем воды, вытесняемой лодкой в первом случае равен сумме объемов воды, вытесняемых лодкой и кругом во втором случае. Значит уровень воды в бассейне не изменится.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#76435

Один из двух одинаковых сплошных деревянных брусков плавает в воде, другой – в керосине. Сравните выталкивающие силы, действующие на бруски. Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Выталкивающие силы в обоих случаях одинаковы. Так как в обоих случаях бруски плавают в жидкостях, выполняется условие плавания тел - выталкивающая сила уравновешивает силу тяжести. Сила тяжести брусков не меняется, следовательно, не меняются и выталкивающие силы.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#76434

Если тяжёлую стопку книг перевязать веревкой и нести, держа за петлю, сделанную над стопкой, то ощущается сильная боль (верёвка режет пальцы). Уменьшится ли боль в пальцах, если под верёвку в петле подложить сложенный в несколько раз лист бумаги или плотную ткань? Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Да, боль уменьшится.
Давление, оказываемое веревкой на пальцы, зависит от площади действия силы, с которой веревка действует на пальцы:

P = F- S

Если подложить под веревку бумагу, то площадь взаимодействия увеличится, при том, что сама сила, то есть вес книг не изменяется. Следовательно, из-за увеличения площади давление на пальцы уменьшится.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#76433

В сосуд с водой опустили кусок дерева. Изменилось ли при этом, и если изменилось, то как, давление на дно сосуда, если вода из сосуда не выливалась? Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Давление на дно сосуда увеличится. После того, как брусок поместят в сосуд, он начнет выталкивать какое-то количество воды, из-за этого высота столбика жидкости повысится. Так как гидростатическое давление зависит от высоты столба жидкости ( $P = ρ0gh$ ), увеличивается высота - увеличивается и давление на дно сосуда.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#76432

Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того как колбу опустили в сосуд с водой, показания манометра изменились (рис. 2). Сравните температуру воды в сосуде и температуру окружающей среды. Ответ поясните.

$PIC$

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Внутренняя энергия газа в колбе уменьшилась.
Анализируя показания манометра после изменений, можно сказать, что давление в колбе уменьшилось, так как гидростатическое давление в левом колене манометра увеличилось из-за увеличения высоты столбика жидкости. А уменьшение давления газа в свою очередь связано с уменьшением температуры газа в колбе. Так как внутренняя энергия зависит напрямую от температуры газа, значит уменьшилась температура, т.е. уменьшилась и внутренняя энергия.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#76431

Спасательный круг обычно делают из материала, плотность которого меньше плотности воды. Возможно ли сделать спасательный круг из металла? Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Да, возможно.
Из-за того, что спасательный круг полый, то есть заполнен воздухом внутри, его средняя плотность становится меньше средней плотность воды, и из-за закона Архимеда спасательный круг не будет тонуть.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#76430

Сравните величину выталкивающей силы, действующей на кусок дерева объёмом $3 100см$ и на кусок железа такого же объёма при их полном погружении в воду? Рассмотреть случай, когда ни железо, ни дерево не лежат на дне.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Выталкивающие силы будут равны.
Сила Архимеда:

Fa = ρжgV погр

Отсюда видно, что сила зависит плотности жидкости, в которую погружают тело, от ускорения свободного падения и от объёма погруженной части. В обоих случаях жидкость и объем погруженной части у нас одинаковы, следовательно, выталкивающая сила не меняется из-за плотности материала, из которого сделано тело.

Ответ:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#76429

Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того как колбу опустили в сосуд с водой, показания манометра изменились (рис. 2).

$PIC$

Изменилась ли, и если изменилась, то как внутренняя энергия газа в колбе? Ответ поясните.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Показания манометра свидетельствуют о том, что давление газа в колбе, после того как поместили ее в сосуд с водой, уменьшилось. Уменьшение давления газа связано с его охлаждением. Поскольку внутренняя энергия зависит от температуры, то при охлаждении газа, его внутренняя энергия уменьшается.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#76428

В сосуде с водой плавает кусок льда. Поверх воды наливают керосин так, что кусок льда оказывается полностью покрытым керосином. Изменится ли уровень воды в сосуде, если лёд растает? Если изменится, то как? Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Уровень воды в сосуде повысится.
Так как кусок льда будет одновременно плавать и в керосине, и в воде, запишем условие плавание тела:

Fa1+ Fa2 = mg

где $Fa1$ - сила Архимеда со стороны воды, $Fa2$ - сила Архимеда со стороны керосина, $m$ - масса льда
Распишем силы Архимеда:

Fa1 =ρ1gV1 и Fa2 = ρ2gV2

где $V1$ - объем части, погруженной в воду, $V2$ - объем части, погруженной в керосин, $ρ1$ - плотность воды $ρ2$ - плотность керосина.

ρ1gV1+ ρ2gV2 = mg

Здесь $m = ρV$ , $ρ$ - плотность льда, $V$ - объём льда.
Следовательно:

V = V1+ V2

ρ1gV1+ ρ2gV2 = ρVg

ρ1V1+ ρ2V2 = ρ(V1+ V2)

ρ1V1+ ρ2V2 = ρV1+ ρV2

ρV2− ρ2V 2= ρ1V1− ρV1

V2(ρ − ρ2)= V1(ρ1 − ρ)

V ρ − ρ V2 = ρ1−-po2 = (1000− 900)∕(900 − 800)= 1= > V1 = V2 1

После таяния льда образовалась вода той же массы, объем этой воды обозначим за $V0$ Распишем массу воды двумя способами:

ρ1V0 = ρ(V1+ V2)=>

ρ1V0 = ρ(V1+ V1)=>

ρ1V0 = 2ρV1

2ρV 2 ⋅900V V0 =-ρ-1= --10001 = 1,8V1 1

Путем преобразований, мы пришли к тому выводу, что объем образовавшейся воды в 1,8 раз больше объема воды, который вытеснял лёд. Значит уровень воды в сосуде увеличится.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#76426

В стакан, к дну которого приморожен кубик льда, наливают воду. Изменится ли (и если изменится, то как) уровень воды в стакане, когда, подтаяв, лёд всплывёт? Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Уровень воды в стакане уменьшится.
После того, как льдинка подтает, она всплывет на поверхность воды и будет плавать, частично погрузившись в жидкость, так как плотность льда меньше плотности воды. Когда льдинка будет частично погружена в воду, она будет выталкивать меньший объем воды в сравнении с первым случаем.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#76425

Слышит ли лётчик звук работы реактивного двигателя, если самолёт летит со сверхзвуковой скоростью, а двигатель находится позади пилота? Ответ поясните.

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Да, лётчик слышит звук реактивного двигателя.
При работе двигатель издает звук, который распространяется не только по воздуху, но и по деталям самолета. Скорость звука в металле много больше скорости распространения звука в воздухе и скорости самого самолета, поэтому лётчик будет слышать работающий двигатель.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 20#76424

Как изменится осадка корабля при переходе из реки с пресной водой в море с солёной водой? Почему? (Осадка – глубина погружения корабля в воду.)

Источники: ФИПИ

Показать ответ и решение

Осадка корабля не изменится.
Когда тело плавает на поверхности жидкости - мы пользуемся тем условием, что сила Архимеда уравновешивает силу тяжести. Когда корабль переходит из пресной воды в солёную, он не меняет свою массу, а следовательно и сила тяжести остается такой же. Корабль по прежнему будет плавать, значит силы снова уравновешивают друг друга. В обоих случаях сила Архимеда равна силе тяжести, а значит ее значение тоже не изменилось, следовательно не изменился и объем погруженной части корабля.

Ответ:

Критерии оценки


Критерии оценивания выполнения задачи	Баллы

Представлен правильный ответ на вопрос, и приведено достаточное обоснование, не содержащее ошибок	2

Представлен правильный ответ на поставленный вопрос, но его обоснование не является достаточным, хотя содержит указание на физические явления (законы), причастные к обсуждаемому вопросу.	1
ИЛИ
Представлены корректные рассуждения, приводящие к правильному ответу, но ответ явно не сформулирован

Представлены общие рассуждения, не относящиеся к ответу на поставленный вопрос.	0
ИЛИ
Ответ на вопрос неверен, независимо от того, что рассуждения правильны, или неверны, или отсутствуют.

Максимальный балл	2