Задачи › Пружинный маятник, массивная пружина

Пирамидки в воде и в невесомости

  1. Пирамидки в воде и в невесомости

    ЕГЭ 2025, 11 кл.
    3/10

    Два деревянных кольца детских пирамидок №1 и №2, способных без трения скользить по оси, соединили с основаниями двумя одинаковыми лёгкими 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.

    Рисунок

    1) увеличивается

    2) уменьшается

    3) не изменяется

    №1: \(\underline{\qquad\qquad}\)

    №2: \(\underline{\qquad\qquad}\)

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    №1 — 1 (увеличивается; пружина растянулась); №2 — 2 (уменьшается; пружина сжалась). Ответ: 12.

    Решение

    1. При покое пружина 1 сжата (сила тяжести кольца \(mg\) уравновешивается силой упругости), пружина 2 растянута (сила Архимеда \(F_{арх}\) больше силы тяжести кольца, поэтому пружина тянет кольцо вниз). Уравнения равновесия: \(F_{у1} = mg\); \(F_{у2} = F_{арх} - mg\).

    2. При свободном падении пирамидок и сосуда с водой возникает невесомость: кольца и вода становятся невесомыми, сила Архимеда, равная весу вытесненной жидкости, обращается в нуль. Силы, действующие на кольца, остаются только силами упругости, поэтому пружины возвращаются в недеформированное состояние. Пружина 1 растягивается, а пружина 2 сжимается.

    Ответ: пружина 1 растянулась, пружина 2 — сжалась.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх