ВсОШ 2014, Регионален етап, 7–11 клас — Задача 6. Плавание наоборот
Олимпиада Максвелла. Региональный этап. Теоретический тур (7–8 класс); XLVIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Теоретический тур (9–11 класс). МФТИ, 2013/2014 уч.г.
9 класс
XLVIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Теоретический тур
9 класс
Условие
В герметичном сосуде сверху находится жидкость с плотностью кг/м, отделенная легким подвижным поршнем от газа (рис. 1), находящегося внизу и имеющего давление кПа. В поршне есть круглое отверстие, в которое вставлен цилиндрический поплавок. Причем в жидкость поплавок погружен на некоторую длину , а в газ на длину . Площадь основания поплавка . Поплавок может свободно скользить относительно поршня, а поршень относительно стенок сосуда. Жидкость нигде не подтекает. Какой должна быть плотность поплавка , чтобы система могла оставаться в равновесии? Ускорение свободного падения м/с.

Отговори
- 200 кг/м³
Решение
Из условия равновесия легкого поршня следует, что давление непосредственно над поршнем равно . Тогда давление у верхнего торца поплавка
Из условия равновесия поплавка
получаем выражение
из которого получаем ответ:
Примечание. Положение равновесия, рассматриваемое в задаче — неустойчиво.
Примерные критерии оценивания
- Записано условие равновесия поршня — 1
- Найдено давление наверху поплавка — 2
- Записано условие равновесия поплавка — 4
- Найдена плотность поплавка — 2
- Получен численный ответ — 1
Оригинал в Архива: region14T.pdf