ID: 00040525
Ученик провёл эксперимент по изучению выталкивающей силы, действующей на тело, полностью погружённое в жидкость, причем для эксперимента он использовал различные жидкости и сплошные цилиндры разного объёма, изготовленные из разных материалов.
Результаты экспериментальных измерений объёма цилиндров V и выталкивающей силы F _{Арх} (с указанием погрешности измерения) для различных цилиндров и жидкостей он представил в таблице.
№ опыта | Жидкость | Материал цилиндра | V , см^{3} | F _{Арх}, Н |
|---|---|---|---|---|
1 | вода | алюминий | 80 | 0,8±0,1 |
2 | масло | алюминий | 90 | 0,8±0,1 |
3 | вода | сталь | 20 | 0,2±0,1 |
4 | вода | сталь | 80 | 0,8±0,1 |
Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих проведённым измерениям. Укажите их номера.
1) Выталкивающая сила, действующая на тело при погружении в масло, равна выталкивающей силе, действующей на это тело при погружении в воду.
2) Выталкивающая сила не зависит от рода жидкости.
3) Выталкивающая сила уменьшается при увеличении объёма тела.
4) Выталкивающая сила зависит от объёма тела.
5) Выталкивающая сила не зависит от материала, из которого изготовлен цилиндр.
Источник: ФИПИ
Сравниваем опыты попарно, меняя один параметр за раз. Сила Архимеда: $F_А=\rho_{жидкости}gV_{погруж}$.
1. Сравнение опыта 1 (вода, $V=80$, $F=0{,}8$) и опыта 2 (масло, $V=90$, $F=0{,}8$) не показательно напрямую: у них РАЗНЫЕ объёмы, так что совпадение $F$ — не чистое сравнение «жидкость против жидкости» при одинаковых условиях. Неверно (как строгий вывод из этого сравнения).
2. По той же причине (разные объёмы в опытах с разными жидкостями) прямого чистого сравнения независимости от рода жидкости эти данные не дают. Неверно.
3. Сравним опыт 3 ($V=20$, $F=0{,}2$) и опыт 4 ($V=80$, $F=0{,}8$), вода и сталь в обоих: объём вырос — сила Архимеда тоже ВЫРОСЛА, а не уменьшилась. Неверно.
4. Тот же самый пример (опыты 3 и 4): объём увеличился в 4 раза (с 20 до 80), сила тоже выросла в 4 раза (с 0,2 до 0,8) — прямая зависимость от объёма. Верно.
5. Сравним опыт 1 (алюминий, $V=80$, $F=0{,}8$) и опыт 4 (сталь, $V=80$, $F=0{,}8$): жидкость и объём одинаковые, материал цилиндра разный — а сила Архимеда получилась ОДИНАКОВОЙ. Значит, она не зависит от материала цилиндра. Верно.