Гидростатика

Задание №6. Механика. Установление Соответствия

№2. Задание 6

ID: 00016630

В сосуд налита вода, в которой плавает деревянный шар. Поверх воды аккуратно наливают не очень толстый слой масла (масло легче воды и образует слой сверху).

Как в результате этого изменятся следующие физические величины:

А) давление на дно сосуда;
Б) модуль выталкивающей силы, действующей на шар;
В) высота части шара, выступающей над поверхностью жидкости?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.

Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Шар плавает — значит выталкивающая сила всегда равна его весу. Это главный ключ. Дальше разберём давление на дно и глубину погружения с учётом нового слоя масла.

Шаг 1. Выталкивающая сила (Б)

Пока шар плавает, он в равновесии: выталкивающая сила в точности уравновешивает силу тяжести, $$F_A=mg$$ . Вес шара не изменился, значит и выталкивающая сила не изменилась (Б, цифра 3). Неважно, чем именно его выталкивает — вода, масло или оба сразу.

Шаг 2. Давление на дно (А)

На дно давит вес всего, что налито в сосуд (плюс плавающий шар через жидкость). Мы добавили слой масла — общий вес содержимого вырос, площадь дна та же, поэтому сила на дно больше и давление на дно увеличилось (А, цифра 1).

Шаг 3. Высота выступающей части (В)

Теперь сверху лежит масло, и поверхность жидкости — это верх масляного слоя. Масло легче воды, поэтому, чтобы создать ту же выталкивающую силу (равную весу), шару приходится погрузиться глубже. Значит над поверхностью торчит меньшая часть шара — высота выступающей части уменьшилась (В, цифра 2).

Ответ

132

Видеоразбор

Другие задания по теме «Гидростатика» (8)