ВПР. Физика. 7 класс. Вариант 2 КОД
11
Семиклассника Рому попросили определить объём одной монетки и выдали для этого
24 одинаковых монетных штемпелей и мерный цилиндр. Для проведения опыта Рома налил в цилиндр
воду до уровня 55 мл, а затем стал кидать туда монетки, отмечая уровень воды
и соответствующее количество монеток. Опустив в стакан 5 монеток, Рома заметил, что
уровень воды расположился между отметками в 57 и 58 миллилитров; при 9 монетках —
между 50 и 60 мл, а при 24 монетках — между 67 и 68 мл. На основании полученных Ромой
результатов ответьте на следующие вопросы.
1) По результатам каждого измерения определите объём монетки и оцените погрешность
определения объёма монетки.
2) В каком из трёх экспериментов точность определения объёма монетки будет наибольшей?
3) Пользуясь результатами того из трёх измерений, которое позволяет определить объём
монетки с наибольшей точностью, найдите массу одной монетки и оцените её погрешность.
Считайте, что плотность монетки равна 6,8 г/см” точно.
Решение:

Пойдем от обратного. Представим, что шар цельный и полностью заполнен цинком, то есть полости нет. Тогда, вес шара определяется как произведение массы шара  на ускорение свободного падения : . В свою очередь, масса это произведение плотности материала  на объем : . Плотность цинка равна 7130 кг/м³, ускорение свободного падения - 9.8 м/с². Таким образом, можем вычислить объем шара:



При погружении в воду на шар помимо силы тяжести начинает действовать сила Архимеда (жидкость выталкивает шар наверх), которая определяется так: 
, где  это плотность воды (1000 кг/м³), а  это по-прежнему объем шара.

Таким образом, весы в воде покажут вес в воде , равный весу шара минус сила выталкивания Архимеда: 
  Н. 

В то время, как по условию задачи весы в воде показывают 2.8 Н. Это значит, что мы стартовали с неправильного утверждения и в шаре есть полость. А значит шар лучше выталкивается водой и весы в воде показывают меньше (шарик от пинг-понга всплывает в отличие от камешка таких же формы и объема). Именно так Архимед проверял подлинность золота (по легенде). 

Из-за отсутствия схем, задача решается повариантно

1) Источники включены встречно

Суммарная эдс

E = E1 - E2 = 120 - 40 = 80 В

a) Сопротивления подключены последовательно, измерение напряжения проводится на R1, потом на R2 

Общее сопротивление

R = R1 + R2 = 15 + 25 = 40 Ом

Ток в цепи

I = E/R  = 80/40 = 2 А

Напряжение на R1(показания вольтметра)

U1 = I*R1 = 2*15 = 30 В

Напряжение на R1

U2 = I*R2 = 2*25 = 50 В (показания вольтметра)

б)Сопротивления включены параллельно, показания вольтметра равны разности эдс

U = E1 - E2 = 120 - 40 = 80 В (показания вольтметра)

 

2) Источники включены последовательно

Суммарная эдс

E = E1+ E2 = 120 + 40 = 160 В

a) Сопротивления подключены последовательно, измерение напряжения проводится на R1, потом на R2 

Общее сопротивление

R = R1 + R2 = 15 + 25 = 40 Ом

Ток в цепи

I = E/R  = 160/40 = 4 А

Напряжение на R1(показания вольтметра)

U1 = I*R1 = 4*15 = 60 В

Напряжение на R1

U2 = I*R2 = 4*25 = 100 В (показания вольтметра)

б)Сопротивления включены параллельно, показания вольтметра равны сумме эдс

U = E1 - E2 = 120 - 40 = 160 В (показания вольтметра)