21

Решение: Плотность неизвестной жидкости

ОГЭ · Физика · Задание 21 · Давление и плавание тел
ПовышеннаяФИПИF2C085Развёрнутое решение≈ 10 минутРазбор в 4 шага
Условие

Сплошной кубик с ребром 10 см плавает на границе раздела воды и неизвестной жидкости, плотность которой меньше плотности воды, погрузившись в воду на 2 см. Плотность вещества, из которого изготовлен кубик, равна $840\ \text{кг}/\text{м}^3$. Свободная поверхность неизвестной жидкости располагается выше, чем верхняя грань кубика. Определите плотность неизвестной жидкости.

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

Кубик находится в равновесии, поэтому его вес равен сумме выталкивающих сил, действующих со стороны воды и неизвестной жидкости.

$$\rho_\text{в}gV_\text{в}+\rho_\text{н}gV_\text{н}=\rho_\text{к}gV$$
2

Поскольку кубик имеет постоянное сечение, объёмы его частей пропорциональны высотам погружения. В воде находится часть высотой 2 см, в неизвестной жидкости — часть высотой $10-2=8$ см.

$$V_\text{в}=2S,\quad V_\text{н}=8S,\quad V=10S$$
3

Подставим плотность воды $\rho_\text{в}=1000\ \text{кг}/\text{м}^3$ и плотность кубика $\rho_\text{к}=840\ \text{кг}/\text{м}^3$. Сокращая $gS$, получаем:

$$1000\cdot2+\rho_\text{н}\cdot8=840\cdot10$$

Решим уравнение относительно плотности неизвестной жидкости:

$$\rho_\text{н}=\frac{840\cdot10-1000\cdot2}{8}=800\ \text{кг}/\text{м}^3$$
Ответ

Плотность неизвестной жидкости равна $800\ \text{кг}/\text{м}^3$.

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

Где здесь ошибаются

Учитывают выталкивающую силу только со стороны воды.

Считают, что в неизвестной жидкости находится часть кубика высотой 10 см, не вычитая погружение в воду.

Используют объёмы частей кубика в неправильном отношении 2:10 вместо 2:8.

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

Как решать задание 21 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 «Давление и плавание тел»: в ней 133 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.