Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д5 № 1168
i

В бас­сей­не с водой пла­ва­ет лодка, а на дне бас­сей­на лежит тя­же­лый ка­мень. Ка­мень до­ста­ют со дна бас­сей­на и кла­дут его в лодку. 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.

Ка­мень и лодка в воде за­ни­ма­ют не­ко­то­рый объем, ко­то­рый могла бы за­ни­мать вода, уро­вень воды в бас­сей­не по­вы­ша­ет­ся прямо про­пор­ци­о­наль­но этому объ­е­му. При под­ня­тии камня в лодку, с одной сто­ро­ны, уро­вень воды дол­жен опу­стит­ся, по­сколь­ку ка­мень пе­ре­стал за­ни­мать про­стран­ство в воде, с дру­гой сто­ро­ны, лодка по­гру­зит­ся глуб­же, то есть уве­ли­чит­ся объем на ко­то­рый она по­гру­же­на. Нужно срав­нить, объ­е­мы, за­ни­ма­е­мые лод­кой и кам­нем в воде в пер­вом и во вто­ром слу­чае. 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:

V_1=V_1' плюс V_1''= дробь: чис­ли­тель: M, зна­ме­на­тель: \rho_в конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: m, зна­ме­на­тель: \rho_к конец дроби .

 

\rho_в g V_2= левая круг­лая скоб­ка m плюс M пра­вая круг­лая скоб­ка g рав­но­силь­но V_2= 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 ,

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

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 2.

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