19

Решение: Равновесие шаров в воде

ОГЭ · Физика · Задание 19 · Давление и плавание тел
ПовышеннаяФИПИ8D107EРазвёрнутое решение≈ 3 минутыРазбор в 5 шагов
Условие

На рычажных весах уравновешены два сплошных шара: мраморный и железный. Нарушится ли равновесие весов, и если нарушится, то как, если шары опустить в воду? Ответ поясните.

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

5 шагов
1

До погружения шары имеют одинаковые массы, поэтому их силы тяжести одинаковы: $mg$.

2

Объём тела связан с его массой и плотностью: $V = \dfrac{m}{\rho}$. Так как плотность мрамора меньше плотности железа, при одинаковой массе мраморный шар имеет больший объём.

3

При погружении в воду на каждый шар действует выталкивающая сила Архимеда $F_\text{А} = \rho_\text{в} g V$. Следовательно, на мраморный шар действует большая выталкивающая сила.

4

Вес каждого шара в воде уменьшается на величину выталкивающей силы. Поэтому вес мраморного шара уменьшится сильнее, чем вес железного.

Равновесие нарушится: сторона с мраморным шаром поднимется, а сторона с железным шаром опустится.

Ответ

Равновесие нарушится: мраморная чаша поднимется, а железная опустится, поскольку при одинаковой массе мраморный шар имеет больший объём и испытывает большую выталкивающую силу.

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

Где здесь ошибаются

Считать, что равные массы означают равные объёмы.

Утверждать, что железный шар испытывает большую выталкивающую силу только из-за большей плотности.

Забывать, что большая выталкивающая сила сильнее уменьшает вес тела в воде.

Закрепить приёмВ теме «Давление и плавание тел» ещё 132 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 19 ОГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Давление и плавание тел»: в ней 133 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.