РУҚА
22

Шешімі: Плотность цилиндра в воде

ЕГЭ · Физика · Тапсырма 22 · Қысым және денелердің жүзуі
КүрделіФИПИ1F1FD6Толық шешім≈ 5 минутТалдау 4 қадам
Условие

Однородный цилиндр объёмом $4 \cdot 10^{-4}\ \text{м}^3$ подвешен на нити и наполовину погружён в воду. Какова плотность материала цилиндра, если сила натяжения нити $F = 3\ \text{Н}$?

Тапсырманы ашып, өзіңіз шешіңіз
Дальше ответЕгер әлі шешіп жатсаңыз – кеңестерден бастаңыз: олар жауапқа жетелейді, бірақ оны ашпайды.
К подсказкам

Шешім по шагам

4 қадам
1

На цилиндр действуют сила тяжести $mg$, сила натяжения нити $F$ и направленная вверх архимедова сила $F_{\text{А}}$. Так как цилиндр находится в равновесии, сила тяжести равна сумме сил, направленных вверх.

$$mg = F + F_{\text{А}}$$
2

Масса цилиндра выражается через его плотность: $m = \rho V$. Архимедова сила определяется объёмом погружённой части цилиндра. Погружена половина объёма, поэтому $V_{\text{погр}} = V/2$.

$$F_{\text{А}} = \rho_{\text{в}} g \frac{V}{2}$$
3

Подставим эти выражения в условие равновесия и выразим плотность материала цилиндра.

$$\rho V g = F + \rho_{\text{в}} g \frac{V}{2}$$

Используем значения $\rho_{\text{в}} = 1000\ \text{кг/м}^3$, $g = 10\ \text{Н/кг}$, $V = 4 \cdot 10^{-4}\ \text{м}^3$ и $F = 3\ \text{Н}$.

$$\rho = \frac{F}{gV} + \frac{\rho_{\text{в}}}{2} = \frac{3}{10 \cdot 4 \cdot 10^{-4}} + \frac{1000}{2} = 750 + 500 = 1250\ \text{кг/м}^3$$
Жауап

$\rho = 1{,}25 \cdot 10^3\ \text{кг/м}^3$

Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Используют полный объём цилиндра при расчёте архимедовой силы, хотя погружена только половина цилиндра.

Қате записывают условие равновесия, складывая силу натяжения и силу тяжести.

Не учитывают, что сила Архимеда зависит от объёма погружённой части тела.

Закрепить приёмВ теме «Қысым және денелердің жүзуі» ещё 95 тапсырма — жауабымен және дәл осындай талдауымен.
Жаттығу

Тапсырманы қалай шешу керек 22 ЕГЭ, физика

Бұл есептің талдауы келесіге бөлінген: 4 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Жауап есептеулердің жанында келтірілген, олардың орнына емес.

Задача из темы «Қысым және денелердің жүзуі»: в ней 96 задач, и у каждой есть такой же разбор. Тіркеу қажет емес.