Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
При поддержке
 Тренировки Пробники Статистика Карточки Учебник Об экзамене Учительская
  • Тренажёр заданий ЕГЭ
  • Тренажёр ЕГЭ по Физике
  • Список заданий №21
  • Задание №21

    • Задание №80823 ЕГЭ Физике

    Условие задания #80823

    №21 по КИМ

    Два деревянных кольца детских пирамидок № 1 и № 2, способных без трения скользить по оси, соединили с основаниями двумя одинаковыми легкими пружинками (см. рис.). Пирамидку № 2 поместили в прочный сосуд с водой, прикрепив основание к его дну. Обе пирамидки покоятся относительно Земли. Как изменится по сравнению с этим случаем (увеличится, уменьшится или останется прежней) длина пружин пирамидок № 1 и № 2 во время свободного падения с балкона высокого дома? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали.

    Ответ

    Ответ:

    Решение

    На кольцо в первом случае действуют сила упругости пружины Fy1, сила тяжести кольца mg. Во втором случае на тело действуют сила Архимеда Fарх, сила упругости Fу2 и сила тяжести mg. Пусть плотность дерева \rho, объем кольца V, плотность воды \rho _0. Сила тяжести равна \rho gV, сила Архимеда F_арх= \rho _0gV. Так как \rho _0 больше \rho , то сила Архимеда по модулю больше, чем сила тяжести.

    В первом случае пружина сжата, а во втором растянута, так как сила Архимеда больше силы тяжести кольца. Запишем второй закон Ньютона для двух пирамидок во время покоя относительно Земли:

    \vecF_y1 плюс m\vecg=m\veca;

    \vecF_y2 плюс m\vecg плюс \vecF_арх=m\veca.

    Учитывая, что ускорение равно нулю, получаем проекцию на вертикальную ось:

    F_y1 минус mg=0;

    F_y2 плюс mg минус F_арх=0.

    Тогда получаем: F_y1=mg; F_y2=F_арх минус mg.

    Модули силы упругости по закону Гука равны F_у1=k|l_1 минус l_0|, F_у2=k|l_2 минус l_0|, где k—жесткость пружины, l0—длина недеформированной пружины.

    При свободном падении тело находится в состоянии невесомости: невесомыми становятся и кольцо, и вода. По закону Архимеда сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости. Когда пирамидка находится в состоянии невесомости, то и вес вытесненной жидкости также равен нулю, следовательно, сила Архимеда стала равной нулю. Вес всех предметов стал равен нулю и перестал действовать на пружины, и они вернулись в недеформированное состояние: пружина 1 растянулась, а пружина 2  — сжалась.

     

    Ответ: пружина 1 растянулась, а пружина 2  — сжалась.

    Понятно ли решение?

    Авторизуйся, чтобы посмотреть решение

    1. Активируй TG-бот через QR-код или по кнопке
    2. Введи код авторизации из TG-бота
    Активировать TG-бот

    Похожие задания

    15
    Задание №79714Задание №19652Задание №57149Задание №27698Задание №49801Задание №43493Задание №31259Задание №43495Задание №31063Задание №43501Задание №24981Задание №80595Задание №31062Задание №32780Задание №56013
    Бесплатно

    Решай задачи ЕГЭ в приложении

    Скачивай наш Тренажер ЕГЭ на iPhone или Android и тренируйся в любое время и в любом месте!

    Новая Школа

    Тренажёр ОГЭТренажёр ЕГЭО Новой ШколеВакансииОтзывыСведения об образовательной организацииОбразовательная лицензия

    Контакты

    +7 964 727-31-41

    Служба поддержки

    Ежедневно с 10:00 до 22:00

    Мобильное приложение

    Саша — ассистент в телеграмме

    ПО распространяется в виде интернет-сервиса, специальные действия по установке ПО на стороне пользователя не требуются

    © Новая Школа 2026
    Политика конфиденциальностиПользовательское соглашениеДоговор-оферта