Механика — Задание 4 ОГЭ по физике №00007569 | Global EE
Механика — Задание 4 ОГЭ по физике №00007569
№2. Задание 4
ID: 00007569
Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведенного списка.
На весах установлен герметично закрытый стеклянный колпак, заполненный воздухом. Внутри колпака на рычажных весах уравновешены два шара разного объема (V1 > V2). На каждый из шаров действуют три силы: сила тяжести, (А)__________________ и сила Архимеда.
С помощью насоса откачивают воздух из-под колпака, при этом равновесие весов нарушается и перевешивает (Б)_________________. По мере откачки воздуха (В)_________________, действующая на каждый из шаров, не изменяется, (Г)__________________ уменьшается.
Список слов и словосочетаний:
1) шар 1
2) шар 2
3) атмосферное давление
4) гидростатическое давление
5) сила тяжести
6) выталкивающая сила
7) сила упругости
8) равновесие
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
Под герметичным колпаком на рычажных весах уравновешены два шарика разного объёма ($V_1 \gt V_2$). Из колпака откачивают воздух.
Найти:
Верные утверждения из предложенного списка.
⠀
Решение:
До откачки на каждый шарик действуют сила тяжести, сила Архимеда (со стороны воздуха) и натяжение нити. Весы внутри колпака уравновешены.
Натяжение нити для шарика объёма $V$:
$$T = mg - F_A = mg - \rho_{\text{воздух}} \cdot g \cdot V$$
До откачки внутренние весы уравновешены: $T_1 = T_2$, т.е. шарики имеют одинаковый вес в воздухе (с учётом Архимеда). Значит:
$$m_1 g - \rho_{\text{возд}} g V_1 = m_2 g - \rho_{\text{возд}} g V_2$$
При откачке воздуха $\rho_{\text{возд}} \to 0$, сила Архимеда исчезает. Тогда натяжение нити становится:
$$T = mg$$
Поскольку до откачки $m_1 - \rho_{\text{возд}} V_1 = m_2 - \rho_{\text{возд}} V_2$, то при $V_1 \gt V_2$: $m_1 \gt m_2$.
После откачки: $T_1 = m_1 g \gt T_2 = m_2 g$ — шарик большего объёма (и большей массы) тянет сильнее, внутренние весы перекосятся в его сторону.
Внешние весы фиксируют суммарную нагрузку колпака. До и после откачки сила тяжести всего содержимого колпака не меняется (воздух вытекает, масса колпака постоянна). Но поскольку откачанный воздух (масса убывает) уходит, показания внешних весов уменьшатся.
Верные утверждения: 7, 1, 5, 6 → ответ 7156.