Решение: Выталкивающая сила и погружение
Ученик провёл эксперимент по изучению выталкивающей силы, действующей на цилиндр по мере его погружения в жидкость. На рисунке представлен график зависимости силы Архимеда от глубины $h$ погружения нижнего торца цилиндра в жидкость. Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих проведённому опыту. Укажите их номера.
График зависимости силы Архимеда от глубины погружения цилиндра. Саму картинку ещё готовим — у остальных задач темы она на месте.
Решение по шагам
4 шагаСила Архимеда определяется плотностью жидкости, ускорением свободного падения и объёмом погружённой части тела.
$$F_A = \rho_{\text{ж}} g V_{\text{погр}}$$На наклонном участке графика при увеличении глубины погружения увеличивается объём погружённой части цилиндра, поэтому увеличивается и сила Архимеда. Следовательно, утверждение 1 верно.
После полного погружения объём цилиндра, находящийся в жидкости, остаётся постоянным. Поэтому сила Архимеда не изменяется при дальнейшем увеличении глубины погружения. Следовательно, утверждение 4 верно.
Утверждение 3 противоречит графику, а сила Архимеда не определяется плотностью материала цилиндра, поэтому утверждения 2 и 5 не соответствуют проведённому опыту.
Где здесь ошибаются
Считать, что сила Архимеда продолжает увеличиваться после полного погружения тела.
Связывать силу Архимеда с плотностью материала цилиндра вместо плотности жидкости.
Выбрать утверждение 3, хотя на графике сила возрастает с увеличением объёма погружённой части.