Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00043130

На рисунке пять установок: динамометр, к нему подвешен шар, опущенный в жидкость. Подписаны материал шара и жидкость, а размер шара виден на рисунке. Нужно изучить, как сила Архимеда зависит от объёма погружённого тела.

Сила Архимеда $$F_A=\rho_{\text{ж}}gV$$ зависит от плотности жидкости и объёма погружённого тела. Значит, жидкость в паре должна быть одна и та же, а объёмы шаров — разные. Материал шара на силу Архимеда не влияет, но для чистоты опыта удобно, чтобы и он совпадал.

Установки 3 и 4: обе со стальными шарами в воде, но шар в установке 4 заметно крупнее, чем в установке 3. Жидкость одна, объёмы разные — нужная пара.

Почему не другие: в установках 1 и 2 одинаковые медные шары, но в разных жидкостях (керосин и вода) — это опыт про плотность жидкости; в установке 5 алюминиевый шар в керосине, ему не с чем сравниться при той же жидкости и другом объёме без смены материала.

Проверим себя: в паре 3–4 различается только объём шара. Нужны установки 3 и 4.