Механика — Задание 19 ОГЭ по физике №00039983

Что дано

Один сосуд с водой, три бруска одинакового размера из разных материалов. По рисунку видно, кто как расположился в равновесии:

• брусок 1 плавает, выступая над водой лишь небольшой частью — погружена бо́льшая часть его объёма;
• брусок 2 плавает, погрузившись в воду примерно наполовину;
• брусок 3 целиком находится под водой.

Идея

Закон Архимеда: на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объёме погружённой части тела:

$$F_A=\rho_ж g V_{погр}$$

Разберём, что в этой формуле меняется от бруска к бруску. Жидкость одна и та же — вода, значит $\rho_ж$ одинакова. Ускорение свободного падения $g$ тоже общее. Остаётся единственная переменная — объём погружённой части $V_{погр}$.

Обрати внимание: масса бруска, его плотность и материал сами по себе в формулу не входят. Материал влияет только на то, насколько глубоко брусок утонет, — а дальше всё решает именно погружённый объём.

Сравниваем бруски

Размеры брусков одинаковы, поэтому сравнивать доли погружения можно напрямую:

• брусок 3 — под водой весь объём, $V_{погр}=V$: у него погружённый объём наибольший;
• брусок 1 — под водой почти весь объём, чуть меньше $V$;
• брусок 2 — под водой около половины объёма: это наименьшая погружённая часть из трёх.

Вывод

Наименьший погружённый объём — у бруска 2, значит именно на него действует наименьшая выталкивающая сила.