Задание 5 ОГЭ по физике

Question

Два одинаковых стальных шарика уравновешены на рычажных весах. Нарушится ли равновесие весов, если первый шарик полностью опустить в воду, а второй — в керосин?
1) Равновесие нарушится, перевесит первый шарик, опущенный в воду. Объёмы шариков равны, но плотность воды больше плотности керосина. Выталкивающая сила для шарика, опущенного в воду, больше.
2) Равновесие нарушится, перевесит второй шарик, опущенный в керосин. Объёмы шариков равны, но плотность воды больше плотности керосина. Выталкивающая сила для шарика, опущенного в воду, больше.
3) Равновесие не нарушится. Одинаковые шарики полностью погружены в жидкости. Выталкивающая сила прямо пропорциональна объёму погружённой части тела и не различается для шариков.
4) Равновесие не нарушится. Шарики имеют одинаковую массу. При погружении в жидкость массы шариков не изменятся, следовательно, не изменится равновесие весов.

Accepted Answer

На каждый полностью погружённый шарик действует выталкивающая сила Архимеда:
$F_A=\rho gV$
Объёмы шариков одинаковы, но плотность воды больше плотности керосина:
$\rho_{\text{воды}}>\rho_{\text{керосина}}$
Следовательно, выталкивающая сила, действующая на шарик в воде, больше:
$F_{A1}>F_{A2}$
Кажущийся вес шарика определяется как:
$P=mg-F_A$
Поэтому шарик, погружённый в воду, будет действовать на чашу весов с меньшей силой, чем шарик, погружённый в керосин. Значит, перевесит второй шарик, опущенный в керосин.
Вариант $1$ неверен: при большей выталкивающей силе шарик в воде становится «легче», а не тяжелее.
Вариант $3$ неверен: сила Архимеда зависит не только от объёма погружённой части тела, но и от плотности жидкости.
Вариант $4$ неверен: массы шариков действительно не меняются, но изменяется их кажущийся вес из-за действия выталкивающей силы.

Задание 5 ОГЭ по физике

Механические явления