Гидростатика — Задание 6 ЕГЭ по физике №00001152
Гидростатика
№2. Задание 6
ID: 00001152
В сосуд с водой полностью погружён алюминиевый груз, закреплённый на невесомой нерастяжимой нити. Груз не касается стенок и дна сосуда. Затем в такой же сосуд с водой погружают железный груз, масса которого равна массе алюминиевого груза. Как в результате этого изменятся модуль действующей на груз силы тяжести и модуль силы натяжения нити?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Решение
На груз в воде действуют три силы: сила тяжести $mg$ (вниз), сила Архимеда $F_A = \rho_\text{ж} V g$ (вверх), натяжение нити $T$ (вверх). Из условия равновесия:
$$T = mg - F_A = mg - \rho_\text{ж} V g$$
Масса одинакова, но плотность железа больше плотности алюминия: $\rho_\text{Fe} \gt \rho_\text{Al}$. Поэтому объём железного груза меньше:
$$V_\text{Fe} = \frac{m}{\rho_\text{Fe}} \lt V_\text{Al} = \frac{m}{\rho_\text{Al}}$$
Сила Архимеда для железного груза меньше: $F_{A,\text{Fe}} \lt F_{A,\text{Al}}$. Следовательно, натяжение нити увеличится: $T_\text{Fe} = mg - \rho_\text{ж} V_\text{Fe} g \gt T_\text{Al}$.
Ответ
Видеоразбор
Другие задания по теме «Гидростатика» (8)
- Задание 6 №00042975 — Батискаф, полностью погружённый в воду, опускается на дно моря. Как изменяются…
- Задание 6 №00041668 — Изначально полностью погруженный в воду батискаф движется с постоянной…
- Задание 6 №00041667 — К деревянному бруску, плавающему в воде, привязали на тонкой нити небольшой…
- Задание 6 №00041666 — Груз, подвешенный к динамометру, с постоянной скоростью опускают в стакан с…
- Задание 6 №00041655 — Тело массой m и объёмом V лежит на дне сосуда с жидкостью плотностью ро.…
- Задание 6 №00041654 — Деревянный кубик массой m и объёмом V плавает, частично погрузившись в какую-то…
- Задание 6 №00041653 — 2 л воды перелили из сосуда 1 в сосуд 2. Площади дна сосудов одинаковы (см.…
- Задание 6 №00041652 — На поверхности воды плавает брусок из древесины плотностью 500 кг/м³. Брусок…