РУҚА
22

Шешімі: Плотность деревянного шара

ЕГЭ · Физика · Тапсырма 22 · Динамика және гравитация
КүрделіФИПИDB692AТолық шешім≈ 8 минутТалдау 6 қадам
Условие

Однородный деревянный шар массой $m = 1{,}6\ \text{кг}$ 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 $F = 6\ \text{Н}$. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на шар.

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

Шешім по шагам

6 қадам
1

На шар действуют сила тяжести $mg$, направленная вниз, сила реакции дна $F$, направленная вверх, и выталкивающая сила Архимеда $F_A$, направленная вверх. Так как шар находится в равновесии, сумма сил равна нулю.

$$mg = F + F_A$$
2

По условию сила давления шара на дно равна $F = 6\ \text{Н}$, поэтому сила реакции дна имеет такую же величину. Принимаем $g = 10\ \text{Н/кг}$.

$$mg = 1{,}6 \cdot 10 = 16\ \text{Н}$$
3

Найдём выталкивающую силу.

$$F_A = mg - F = 16 - 6 = 10\ \text{Н}$$
4

В воде находится половина объёма шара, поэтому объём вытесненной воды равен $V/2$. Используем закон Архимеда, где $\rho_\text{в} = 1000\ \text{кг/м}^3$.

$$F_A = \rho_\text{в}g\frac{V}{2}$$
5

Определим объём шара.

$$V = \frac{2F_A}{\rho_\text{в}g} = \frac{2 \cdot 10}{1000 \cdot 10} = 2 \cdot 10^{-3}\ \text{м}^3$$

Плотность дерева равна отношению массы шара к его объёму.

$$\rho_\text{д} = \frac{m}{V} = \frac{1{,}6}{2 \cdot 10^{-3}} = 800\ \text{кг/м}^3$$
Жауап

Плотность дерева равна $800\ \text{кг/м}^3$. На рисунке следует показать силы $mg$ вниз, $F_A$ и реакцию дна $F$ вверх.

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

Где здесь ошибаются

Учитывают объём всего шара вместо погружённой половины.

Направляют силу давления со стороны дна вниз.

Не учитывают силу реакции дна или принимают её равной нулю.

Используют силу давления на дно как силу, действующую на шар, без изменения направления.

Закрепить приёмВ теме «Динамика және гравитация» ещё 238 тапсырма — жауабымен және дәл осындай талдауымен.
Жаттығу

Тапсырманы қалай шешу керек 22 ЕГЭ, физика

Бұл есептің талдауы келесіге бөлінген: 6 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Жауап есептеулердің жанында келтірілген, олардың орнына емес.

Задача из темы «Динамика және гравитация»: в ней 239 задач, и у каждой есть такой же разбор. Тіркеу қажет емес.