Физика ЕГЭ 2020. Реальный вариант 1 ЕГЭ досрочного периода от ФИПИ. Задание 5. Решение. Разбор.

Физика ЕГЭ 2020. Реальный вариант 1 ЕГЭ досрочного периода от ФИПИ. Решение. Разбор. Задание 5. Два одинаковых бруска толщиной 5 см и массой 1 кг каждый, связанные друг с другом, плавают в воде так, что уровень воды приходится на границу между ними (см. рисунок). Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения. 1) Плотность материала, из которого изготовлены бруски, равна 500 кг/м³. 2) Если на верхний брусок положить груз массой 0,7 кг, то бруски утонут. 3) Если воду заменить на керосин, то глубина погружения брусков уменьшится. 4) Сила Архимеда, действующая на бруски, равна 20 Н. 5) Если в стопку добавить ещё два таких же бруска, то глубина её погружения увеличится на 10 см. Решение: Заметим, что для плавающих тел сила Архимеда равна весу тела, в данном случае, весу двух брусков. Также заметим, что объём вытесненной воды равен объёму одного бруска. Пусть масса одного бруска равна m, а его объём — V. Получаем: 2•m•g=Fa=ρ•g•V, где ρ — плотность воды. Из полученной формулы объём бруска равен V=(2•m)/ρ=(2•1)/1000 кг/м³=2•10⁻³ м³, а плотность брусков равна m/V=1 кг/2•10⁻³ м³=500 кг/м³. Проверим правильность утверждений. 1) Из расчётов выше известно, что плотность брусков равна 500 кг/м3. Утверждение 1 верно. 2) Максимальная сила Архимеда, которая может действовать на бруски равна ρ•g•2•V=1000 кг/м³•10 м/с²•2•2•10⁻³ м³=40 Н. Вес груза массой 0,7 кг равен 7 Н. При этом вес самих брусков равен 20 Н. Сумма этих весов не превышает максимальную силу Архимеда...