Механика

Задание №3. Физические Явления

№2. Задание 3

ID: 00029741

Выберите правильный ответ. В мензурку с водой опустили кусок льда и замерили получившийся уровень воды. Изменится ли уровень воды в мензурке, когда весь лёд растает? 1) Уровень воды не изменится, так как при таянии лёд превратится в воду. 2) Уровень воды не изменится, так как вес плавающего льда равен весу вытесненной воды. 3) Уровень воды понизится, так как объём воды, получившейся при таянии льда, меньше объёма льда. 4) Уровень воды повысится, так как в процессе таяния льда общая масса воды увеличится.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Кусок льда плавает на поверхности воды — по закону Архимеда сила выталкивания (равная весу вытесненной воды) уравновешивает вес самого льда.

Рассуждаем

Пока лёд плавает, он вытесняет объём воды, вес которой равен весу самого льда. Когда лёд растает, вся его масса превратится в воду — и эта вода займёт ровно тот объём, который лёд раньше вытеснял, ведь масса воды та же самая, а вода из растаявшего льда просто «встаёт на место» вытесненного объёма.

Поэтому уровень воды в мензурке не изменится. Дело не просто в том, что «лёд превратится в воду» (вариант 1 — верное утверждение, но не объясняет физику явления), а именно в равенстве веса плавающего тела и веса вытесненной им жидкости. Варианты 3 и 4 неверны: они игнорируют закон плавания и связывают уровень напрямую с объёмом льда или общей массой воды, что для плавающего тела не работает.

Ответ

Другие задания по теме «Механика» (8)