ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Статика 6.5

[Александр Сакович]

6.5 (7.5). Стальной кубик, висящий на нити, целиком погружён в воду и не касается дна сосуда. Верхняя и нижняя грани кубика горизонтальны. Как изменятся давление воды на верхнюю грань кубика, а также модуль силы Архимеда, действующей на кубик, если приподнять кубик, но так, чтобы он целиком оставался в воде?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Ответ: _____.

Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

[Александр Сакович]

Анализ условия. 1) Кубик, висящий на нити, целиком погружён в воду, поэтому объем погруженной части V_погр тела будет равен его объему V.
2) Кубик не плавает, а висит на нити, поэтому нельзя применять условие плавания тел.
3) По условию кубик приподнимают, но так, чтобы он целиком оставался в воде. Следовательно, глубина погружения уменьшится, остальные параметры (масса m кубика, его плотность ρ_к и объем V, плотность ρ жидкости) не изменятся.
Определим, как зависит давление p воды на верхнюю грань кубика и модуль силы Архимеда F_A от глубины h погружения и других параметров.

Решение. 1) Давление p воды на верхнюю грань кубика равно
\[p=\rho \cdot g \cdot h.\]
По условию плотность ρ жидкости не изменяется. Тогда из полученного уравнения следует, что при уменьшении глубины h (см. анализ пункт 3) верхней грани давление воды p так же уменьшится.
Это соответствует изменению № 2.

2) Архимедова сила равна
\[F_A=\rho \cdot g\cdot V_{\text{погр}}=\rho \cdot g \cdot V,\]
так как V_погр = V (см. анализ пункт 1). По условию плотность ρ жидкости и объем V кубика не изменяются. Тогда из полученного уравнения следует, что Архимедова сила F_A так же не изменится.
Это соответствует изменению № 3.
Ответ: 23.