Zadanie 2: Hydrostatyka: siły wyporu i gęstość ciał
- Arkusz
- CKE Grudzień 2024 · Grudzień · 2024
- Punkty
- 6 pkt
- Dział
- Hydrostatyka · Siła wyporu
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Zadanie dotyczy analizy sił działających na ciała zanurzone w cieczach oraz wyznaczania gęstości nieznanej cieczy na podstawie warunków pływania ciał.
Treść zadania
Ciała C1 i C2 mają różne masy i są bryłami w kształcie prostopadłościanów o takich samych wymiarach. Po włożeniu tych ciał do naczynia z wodą zaobserwowano, że:
• ciało C1 pozostaje nieruchomo, przy czym 3/4 objętości tego ciała jest zanurzone w wodzie
• ciało C2 pozostaje nieruchomo całkowicie zanurzone w wodzie (i nie dotyka dna).
Przyjmij, że obserwację wykonano w układzie inercjalnym, w jednorodnym, ziemskim polu grawitacyjnym.
Zadanie 2.1. (0–3)
Punkty C1 i C2 na poniższych diagramach 1. i 2. odpowiadają ciałom C1 i C2. Długość boku kratki na każdym diagramie odpowiada umownej jednostce siły. Na diagramie 1. narysowano siłę wyporu F⃗w1, działającą na ciało C1. Na diagramie 1. narysuj i oznacz siłę grawitacji F⃗g1, działającą na C1. Na diagramie 2. narysuj i oznacz siły grawitacji F⃗g2 oraz wyporu F⃗w2, działające na C2. Zachowaj odpowiednie kierunki, zwroty oraz dokładne długości wszystkich wektorów, odpowiadające wartościom tych sił.
Zadanie 2.2. (0–3)
Ciało C1 wyjęto z wody i włożono do naczynia z pewną cieczą X. Zaobserwowano, że ciało C1 pływa tak, że 2/3 jego objętości jest zanurzone w tej cieczy. Przyjmij do obliczeń gęstość wody . Gęstość cieczy X oznaczymy jako . Oblicz . Zapisz obliczenia.
Odpowiedź i wynik końcowy
Gęstość cieczy X wynosi (lub ).
Poprawna odpowiedź: Gęstość cieczy X wynosi (lub ).