Próbny egzamin maturalny Fizyka. Poziom rozszerzony grudzień 2024. Zadanie 2.1.

Zadanie 2.

Ciało 𝒞₁ i 𝒞₂ 2 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. Opisaną sytuację przedstawiono na poniższym rysunku.

Zadanie 2.1

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 𝐹_𝑤1, działającą na ciało 𝒞₁.

Na diagramie 1. narysuj i oznacz siłę grawitacji 𝑭⃗_𝒈𝟏, działającą na 𝓒_𝟏.

Na diagramie 2. narysuj i oznacz siły grawitacji 𝑭⃗_𝒈𝟐 oraz wyporu 𝑭⃗ _𝒘𝟐, działające na 𝓒_𝟐.

Zachowaj odpowiednie kierunki, zwroty oraz dokładne długości wszystkich wektorów, odpowiadające wartościom tych sił.