РУҚА
22

Решение: Плотность материала шарика

ОГЭ · Физика · Задание 22 · Энергия и импульс
ПовышеннаяФИПИ3CB31FРазвёрнутое решение≈ 5 минутРазбор в 4 шага
Условие

Определите плотность материала, из которого изготовлен шарик объёмом $0{,}04\ \text{см}^3$, равномерно движущийся по вертикали в воде, если при его перемещении на $6\ \text{м}$ выделилось $24{,}84\ \text{мДж}$ энергии.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

4 шага
1

Шарик движется равномерно, поэтому его механическая энергия уменьшается за счёт работы силы сопротивления. При движении вниз сила тяжести больше архимедовой силы, а выделившаяся энергия равна разности их работ.

$$E = (mg - F_A)h$$
2

Выразим массу шарика через его плотность, а архимедову силу — через плотность воды и объём шарика.

$$m = \rho V,\quad F_A = \rho_\text{в}gV$$
3

Переведём величины в СИ: $V = 0{,}04\ \text{см}^3 = 4 \cdot 10^{-8}\ \text{м}^3$, $E = 24{,}84\ \text{мДж} = 2{,}484 \cdot 10^{-2}\ \text{Дж}$. Для воды используем $\rho_\text{в} = 1000\ \text{кг/м}^3$ и $g = 10\ \text{Н/кг}$.

$$E = (\rho - \rho_\text{в})Vgh$$

Найдём плотность материала шарика.

$$\rho = \rho_\text{в} + \frac{E}{Vgh} = 1000 + \frac{2{,}484 \cdot 10^{-2}}{4 \cdot 10^{-8} \cdot 10 \cdot 6} = 1000 + 10350 = 11350\ \text{кг/м}^3$$
Ответ

Плотность материала шарика равна $1{,}135 \cdot 10^4\ \text{кг/м}^3$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не переводят объём из кубических сантиметров в кубические метры.

Не учитывают архимедову силу.

Используют только работу силы тяжести и получают неверное значение плотности.

Закрепить приёмВ теме «Энергия и импульс» ещё 138 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 22 ОГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 4 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Энергия и импульс»: в ней 139 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.