Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д5 № 1141
i

В бас­сей­не с водой пла­ва­ет лодка, в ко­то­рой лежит тя­же­лый ка­мень. Ка­мень вы­бра­сы­ва­ют в воду, и он тонет. Как из­ме­ня­ет­ся в ре­зуль­та­те этого уро­вень воды в бас­сей­не?

 

1)  по­ни­жа­ет­ся

2)  по­вы­ша­ет­ся

3)  не из­ме­ня­ет­ся

4)  од­но­знач­но от­ве­тить нель­зя, так как ответ за­ви­сит от раз­ме­ров камня

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

При по­гру­же­нии лодки с кам­нем в воду, по­лу­ча­ет­ся, что она за­ни­ма­ет не­ко­то­рый объем, ко­то­рый могла бы за­ни­мать вода, уро­вень воды в бас­сей­не по­вы­ша­ет­ся прямо про­пор­ци­о­наль­но этому объ­е­му. При вы­бра­сы­ва­нии камня из лодки, лодка слег­ка всплы­ва­ет, то есть умень­ша­ет­ся объем на ко­то­рый она по­гру­же­на, но при этом ка­мень, те­перь на­хо­дя­щий­ся в воде будет вы­тес­нять из бас­сей­на до­пол­ни­тель­ный объем воды. Нужно срав­нить, какие из этих объ­е­мов боль­ше. Пусть m  — масса камня, M  — масса лодки, \rho_в,\rho_к  — со­от­вет­ствен­но плот­но­сти воды и камня. Най­дем объем воды, вы­тес­нен­ный в пер­вом и вто­ром слу­ча­ях:

\rho_в g V_1= левая круг­лая скоб­ка m плюс M пра­вая круг­лая скоб­ка g рав­но­силь­но V_1= дробь: чис­ли­тель: m плюс M, зна­ме­на­тель: \rho_в конец дроби = дробь: чис­ли­тель: M, зна­ме­на­тель: \rho_в конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: m, зна­ме­на­тель: \rho_в конец дроби ,

 

V_2=V_2' плюс V_2''= дробь: чис­ли­тель: M, зна­ме­на­тель: \rho_в конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: m, зна­ме­на­тель: \rho_к конец дроби .

Плот­ность камня боль­ше плот­но­сти воды, по­это­му вто­рое сла­га­е­мое во вто­ром урав­не­нии мень­ше вто­ро­го сла­га­е­мо­го в пер­вом. Сле­до­ва­тель­но, объем V_2 мень­ше объ­е­ма V_1. То есть при вы­бра­сы­ва­нии камня из лодки уро­вень воды в бас­сей­не по­ни­жа­ет­ся.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 1.

Раздел кодификатора ФИПИ: 1.22 Закон Ар­хи­ме­да. Усло­вие пла­ва­ния тела.