Global EE

Механика — Задание 19 ОГЭ по физике №00008538

Задание №19. Качественная Задача

Механика

№2. Задание 19

ID: 00008538

Два одинаковых стальных шара уравновешены на рычажных весах (см. рисунок). Нарушится ли (и если нарушится, то как) равновесие весов, если один шар опустить в машинное масло, а другой — в бензин? Ответ поясните.

Рисунок к заданию 19 ОГЭ по физике — Механика

Источник: ФИПИ

Решение

При погружении шара в жидкость на него действуют три силы: сила тяжести $mg$ вниз, сила Архимеда $F_\text{Арх}$ вверх и сила натяжения нити вверх. По третьему закону Ньютона показание весов (натяжение нити) равно видимому весу шара:

$$P = mg - F_\text{Арх}$$

Сила Архимеда при полном погружении:

$$F_\text{Арх} = \rho_\text{жидк} \cdot g \cdot V$$

Шарики одинаковые, объём $V$ одинаков. Разница — в плотности жидкостей:

$$\rho_\text{масло} = 900 \text{ кг/м}^3, \quad \rho_\text{бензин} = 710 \text{ кг/м}^3$$

Поскольку $\rho_\text{масло} \gt \rho_\text{бензин}$:

$$F_\text{Арх}^\text{масло} \gt F_\text{Арх}^\text{бензин}$$

Следовательно, видимый вес шара в масле меньше:

$$P_\text{масло} = mg - F_\text{Арх}^\text{масло} \lt P_\text{бензин} = mg - F_\text{Арх}^\text{бензин}$$

Вывод: перевесит шарик, погружённый в бензин, так как сила Архимеда в бензине меньше.

Ответ

1. Равновесие нарушится: перевесит шарик, опущенный в бензин.

2. Плотность машинного масла больше плотности бензина. Выталкивающая сила, действующая на шарик, погружённый в масло, будет больше выталкивающей силы, действующей на шарик в бензине. Сила натяжения нити для шарика, опущенного в бензин, уменьшится в меньшей степени.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)