Ученик помещал цилиндр объёмом , не удерживая его, в различные жидкости, плотности которых представлены в таблице, и измерял объём погружённой в жидкость части цилиндра . По результатам измерений была получена зависимость объёма погружённой части цилиндра от плотности жидкости (см. рисунок).
Выберите все верные утверждения, согласующиеся с данными, представленными на рисунке и в таблице:
-
В бензине и спирте сила Архимеда, действующая на цилиндр, одинакова.
-
Цилиндр тонет в спирте.
-
На цилиндр, плавающий в бромоформе, действует выталкивающая сила около 35 мН.
-
Цилиндр плавает во всех жидкостях, указанных в таблице.
-
При плавании цилиндра в хлороформе и дийодметане сила Архимеда, действующая на него, одинакова.
Решение:
По графику видно, что при плотности жидкости цилиндр погружен полностью (), а при плавает на поверхности, частично выступая из жидкости. Следовательно, плотность цилиндра равна:
Масса цилиндра и действующая на него сила тяжести:
Проанализируем утверждения:
- Неверно. Плотности бензина () и спирта () меньше плотности цилиндра, поэтому в обеих жидкостях он погружен полностью (). Так как сила Архимеда , а плотности жидкостей различны, выталкивающие силы в них не одинаковы.
- Верно. Плотность цилиндра () больше плотности спирта (), следовательно, цилиндр тонет в спирте.
- Неверно. Плотность бромоформа () больше плотности цилиндра, поэтому цилиндр в нем плавает. При плавании сила Архимеда уравновешивает силу тяжести: .
- Неверно. В бензине и спирте плотность цилиндра больше плотности жидкости, цилиндр в них тонет.
- Верно. Плотности хлороформа () и дийодметана () превышают плотность цилиндра, поэтому в обеих жидкостях он плавает. В обоих случаях сила Архимеда равна силе тяжести (), то есть одинакова.