Global EE

Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00047936

Задание №20. Эксперимент

Исследование Зависимости

№2. Задание 20

ID: 00047936

Ученик изучает силу Архимеда, действующую на тела, полностью погружённые в жидкость. В его распоряжении имеются пять установок, состоящих из ёмкостей с различными жидкостями и сплошных шариков разного объёма, сделанных из разного материала (см. таблицу).

№ установки

Жидкость, налитая в ёмкость

Объём шарика, см$^3$

Материал, из которого сделан шарик

1

керосин

30

сталь

2

вода

20

сталь

3

керосин

20

алюминий

4

подсолнечное масло

30

сталь

5

вода

30

алюминий

Какие две установки необходимо использовать ученику для того, чтобы на опыте обнаружить зависимость силы Архимеда от плотности жидкости, в которую погружено тело?

Запишите в ответе номера выбранных установок.

Источник: Сборник Демидовой 2019

Решение

Что тут происходит: шарики целиком опущены в разные жидкости. Нужно выбрать две установки, на которых видно, как выталкивающая сила зависит от плотности жидкости.

Сила Архимеда для полностью погружённого тела:

$$F_{\text{А}}=\rho_{\text{ж}}gV$$

Шарик вытесняет жидкость объёмом с самого себя, поэтому сила зависит от плотности жидкости и объёма шарика.

Шаг 1. Жидкости у пары разные, объёмы шариков — одинаковые.

Шаг 2. Материал шарика в формулу не входит, но в чистом опыте меняют ровно одну величину. Поэтому и материал берём одинаковым.

Шаг 3. Объём $30$ см³ — установки 1 (керосин, сталь), 4 (масло, сталь), 5 (вода, алюминий). Одинаковый материал — сталь — у 1 и 4. Объём $20$ см³ — установки 2 (вода, сталь) и 3 (керосин, алюминий): материалы разные.

Итог: установки 1 и 4.

Проверим себя: у пары 1–4 стальные шарики по $30$ см³, различается только жидкость — керосин и подсолнечное масло.

Ответ

14
Другие задания по теме «Исследование Зависимости» (8)