ID: 00021685
Модель лодки плавает в банке с водой. Банка плотно закрыта крышкой. Изменится ли глубина погружения (осадка) лодки, если её вместе с банкой переместить с Земли на Луну?
1) Глубина погружения лодки уменьшится, так как сила тяжести у поверхности Луны меньше, чем у поверхности Земли.
2) Глубина погружения лодки увеличится, так как на Луне уменьшится выталкивающая сила, действующая на лодку со стороны воды.
3) Глубина погружения лодки практически не изменится, так как на Луне в одинаковое число раз уменьшатся и сила тяжести, и выталкивающая сила со стороны воды.
4) На Луне лодка не будет погружаться в воду, так как будет находиться в состоянии невесомости.
Источник: Школково #105579 · Банк ФИПИ
Условие плавания: сила тяжести равна силе Архимеда. Посмотрим, как в это условие входит ускорение свободного падения g.
Для плавающей лодки mg = \rho_ж g V_п, где V_п — объём погружённой части. Ускорение g стоит в обеих частях равенства и сокращается: m = \rho_ж V_п.
Масса лодки и плотность воды при переезде на Луну не меняются, значит не изменится и V_п: осадка останется прежней. На Луне сила тяжести и выталкивающая сила уменьшатся в одно и то же число раз (примерно в 6), и равновесие сохранится при той же глубине погружения.
Вариант 4 неверен: на поверхности Луны есть притяжение (g_Л \approx 1{,}6 м/с²), невесомости нет.
Ответ: 3.