Гидростатика — Задание 4 ЕГЭ по физике №00047524

Кубик целиком опустили в керосин. Керосин выталкивает его вверх — это сила Архимеда. Она равна весу керосина, который кубик вытеснил, то есть зависит от плотности керосина и объёма кубика, а не от того, из чего кубик сделан.

Шаг 1. Объём кубика. Объём куба — ребро в кубе. Переводим ребро в метры: $a=4\ \text{см}=0{,}04$ м.

$$V=a^3=0{,}04^3=0{,}000064\ \text{м}^3=6{,}4\cdot10^{-5}\ \text{м}^3$$

Обрати внимание: объём — это не площадь грани $4\cdot4=16\ \text{см}^2$, нужен ещё один множитель.

Шаг 2. Сила Архимеда. Кубик погружён полностью, поэтому вытесненный объём равен всему объёму кубика. Плотность керосина $\rho=800\ \text{кг/м}^3$:

$$F_{\text{А}}=\rho g V=800\cdot10\cdot6{,}4\cdot10^{-5}=0{,}512\ \text{Н}$$

Проверим себя в граммах: кубик вытесняет $4\cdot4\cdot4=64\ \text{см}^3$ керосина, каждый кубический сантиметр керосина весит $0{,}8$ г, всего $64\cdot0{,}8=51{,}2$ г $=0{,}0512$ кг. Вес такого керосина $0{,}0512\cdot10=0{,}512$ Н — совпало.