Ученик провел эксперимент по изучению выталкивающей силы. Для этого он использовал точный динамометр, стакан, три различные жидкости: воду, керосин и глицерин — и сплошной кубик с ребром a = 5 см. Погрешность шкалы динамометра равна 0,01 Н. Каждый раз ученик подвешивал к динамометру кубик и погружал его в жидкость ровно на половину объема. Результаты экспериментальных измерений представлены на графике зависимости показаний динамометра от плотности ρ жидкости.
Какие утверждения соответствуют результатам проведенных экспериментов? Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.
1) При увеличении плотности жидкости выталкивающая сила, действующая на кубик, увеличивается.
2) При уменьшении плотности вещества кубика выталкивающая сила, действующая на него, уменьшается.
3) Плотность материала кубика примерно равна 2400 кг/м3.
4) Выталкивающая сила, действующая на кубик, не зависит от глубины погружения кубика.
5) Выталкивающая сила, действующая на кубик, зависит только от плотности жидкости и плотности кубика.
Проанализируем все утверждения.
1) Показания динамометра при увеличении плотности жидкости уменьшаются, следовательно, уменьшается вес кубика в воде. Это означает, что выталкивающая сила, действующая на кубик, увеличивается. Утверждение верно.
2) При проведении эксперимента вещество кубика не менялось, поэтому это утверждение не следует из эксперимента. Утверждение неверно.
3) Продолжим зависимость на графике в точку ρ = 0. Этот случай соответствует нахождению кубика в воздухе, поэтому из графика получаем его вес. Разделим эту величину на ускорение свободного падения и объем кубика и найдем плотность вещества:
4) Ученик не менял объема погруженного тела, поэтому нельзя утверждать, что выталкивающая сила не зависит от объема погруженного тела. Утверждение неверно.
5) Выталкивающая сила, действующая на кубик, зависит не только от плотности жидкости, но и от объема погруженной части тела. Утверждение неверно.