Maлeнький свинцовый шарик объемом 0,02 см3 = мерно падает в воде. На какой глубине оказался шарик, если в процессе его движения выделилось количество теплоты, = е 12,42 мДж?
💡 Пошаговый разбор и решение:
На шарик действуют сила тяжести, выталкивающая сила, сила сопротивления воды. Так как шарик падает = мерно, то
$\vecF_c + \vecF_A + m\vecg=0$
В проекции на вертикальную ось:
$F_c + F_A - mg=0$
Сила Архимеда равна $F_A=\rho_вgV$ масса шарика $m=\rho_cgV$ Тогда сила сопротивления при опускании шарика в воде равна
$F_c = mg - F_A = gV ( \rho_c - \rho_в ) = 10 \cdot 2 \cdot 10 в степени ( - 8 ) \cdot ( 11 350 - 1000 ) = 0,00207Н$ $F_c = mg - F_A = gV ( \rho_c - \rho_в ) =$
$= 10 \cdot 2 \cdot 10 в степени ( - 8 ) \cdot ( 11 350 - 1000 ) = 0,00207Н$
Количество выделившейся теплоты = модулю работы силы сопротивления воды $Q = |A_c| = F_ch$ откуда глубина погружения шарика равна
$h= $\frac{Q}{F_c}$ = $\frac{12,42 \cdot 10 в степени ( - 3 )}{2,07 \cdot 10 в степени ( - 3 )}$ =6м$
Ответ: 6 м.
$\vecF_c + \vecF_A + m\vecg=0$
В проекции на вертикальную ось:
$F_c + F_A - mg=0$
Сила Архимеда равна $F_A=\rho_вgV$ масса шарика $m=\rho_cgV$ Тогда сила сопротивления при опускании шарика в воде равна
$F_c = mg - F_A = gV ( \rho_c - \rho_в ) = 10 \cdot 2 \cdot 10 в степени ( - 8 ) \cdot ( 11 350 - 1000 ) = 0,00207Н$ $F_c = mg - F_A = gV ( \rho_c - \rho_в ) =$
$= 10 \cdot 2 \cdot 10 в степени ( - 8 ) \cdot ( 11 350 - 1000 ) = 0,00207Н$
Количество выделившейся теплоты = модулю работы силы сопротивления воды $Q = |A_c| = F_ch$ откуда глубина погружения шарика равна
$h= $\frac{Q}{F_c}$ = $\frac{12,42 \cdot 10 в степени ( - 3 )}{2,07 \cdot 10 в степени ( - 3 )}$ =6м$
Ответ: 6 м.
Правильный ответ:
6 м
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 108900 • Задание №26
[рис.] Шарик удерживается в жесткой изогнутой трубке, закрепленной на доске, на высоте H. Доска находится на г...
ID 167712 • Задание №16
Электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения, двух резисторов, трех вольтметров и амперметра...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом;
3) выполнены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу с указанием единиц измерения величины, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями) | 3
Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчётов.
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. | 2
Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи.
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена ошибка. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записано краткое условие задачи;
2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом;
3) выполнены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу с указанием единиц измерения величины, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями) | 3
Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.
ИЛИ
Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчётов.
ИЛИ
Записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом, но в математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка. | 2
Записаны и использованы не все исходные формулы, необходимые для решения задачи.
ИЛИ
Записаны все исходные формулы, но в одной из них допущена ошибка. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №21 по предмету Физика:
ID 168202
В электрическую сеть с напряжением 120 В включены пять резисторов по схеме, изображенной на рис...
ID 168203
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображенной на ри...
ID 168204
Резистор №1 сопротивлением 25 Ом включен последовательно с резистором № 2 в сеть с напряжением ...
ID 168205
Гиря падает на землю и ударяется абсолютно неупруго о препятствие. Скорость гири перед ударом р...
ID 168206
Металлический шар массой m1 = 2 кг упал на свинцовую пластину массой m2 = 1 кг и остановился. П...