Задание 16 ОГЭ по физике: Ученик провёл исследование изменения выталкивающей силы,… | Global EE
№2. Задание 16
ID: 00010764
Ученик провёл исследование изменения выталкивающей силы, действующей на сплошной алюминиевый цилиндр объёмом 60 см^3 по мере погружения его в сосуд с жидкостью. На рисунке представлены схемы проведённых опытов и результаты измерения силы Архимеда (в виде графика; h - глубина погружения нижней грани цилиндра).
Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых опытов. Запишите в ответе их номера.
1) Выталкивающая сила зависит от объёма погружённой части цилиндра.
2) Давление, создаваемое жидкостью на дно сосуда, увеличивается по мере погружения цилиндра.
3) Выталкивающая сила зависит от глубины при полном погружении цилиндра.
4) Выталкивающая сила не зависит от формы погружаемого в нее тела.
5) При увеличении объёма погружённой части тела в 2 раза сила Архимеда также увеличилась в 2 раза.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
эксперимент с погружением цилиндра в жидкость, фиксируется сила Архимеда на каждом этапе.
Найти:
два утверждения, следующие непосредственно из опыта.
⠀
Решение:
Разберём каждое утверждение.
Утверждение 1: «Выталкивающая сила зависит от объёма погружённой части цилиндра.»
По графику из опыта видно: когда цилиндр не погружён — F_A = 0; при частичном погружении F_A возрастает; при полном погружении F_A достигает максимума и не меняется при дальнейшем опускании. Это прямое следствие формулы F_A = \rho g V_{\text{погр}}. Утверждение 1 подтверждается опытом.
Утверждение 2: «Давление жидкости на дно сосуда увеличивается при погружении.»
Это физически верно (жидкость поднимается при погружении), но в опыте давление на дно не измерялось. Из данного опыта этот вывод сделать нельзя.
Утверждение 3: «Выталкивающая сила зависит от глубины при полном погружении.»
Из последних трёх опытов видно: при полном погружении F_A одинакова, не зависит от глубины. Утверждение 3 неверно.
Утверждение 4: «Выталкивающая сила не зависит от формы тела.»
Физически верно, но в данном опыте форма тела не менялась, поэтому из этого опыта такой вывод сделать нельзя.
Утверждение 5: «При увеличении погружённого объёма в 2 раза F_A увеличивается в 2 раза.»
По данным опыта: при глубине 3 см F_A = 0{,}2 Н, при глубине 6 см F_A = 0{,}4 Н — прямо пропорциональная зависимость подтверждена. Утверждение 5 подтверждается опытом.