Решение: Выталкивающая сила в жидкостях
Ученик провёл эксперимент по изучению выталкивающей силы, действующей на цилиндр, по мере его погружения в воду и в спирт. На рисунке представлен график зависимости силы Архимеда от глубины $h$ погружения в жидкость нижнего торца цилиндра. Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих проведённым опытам.
Решение по шагам
4 шагаВыталкивающая сила определяется законом Архимеда:
$$F_A = \rho g V_{\text{погр}}$$Плотность воды больше плотности спирта, поэтому при одинаковом объёме погружённой части цилиндра сила Архимеда в воде больше. Это подтверждается графиком.
$$F_{A,\text{вода}} > F_{A,\text{спирт}}$$После полного погружения цилиндра объём вытесненной жидкости не изменяется. Поэтому выталкивающая сила остаётся постоянной и не зависит от дальнейшего увеличения глубины погружения.
Следовательно, правильные утверждения — 1 и 5.
Где здесь ошибаются
Путать плотность жидкости с плотностью материала цилиндра.
Считать, что при увеличении глубины полностью погружённого тела увеличивается объём вытесненной жидкости.
Выбирать утверждение 3: до полного погружения выталкивающая сила увеличивается вместе с объёмом погружённой части.