Задание 6 ОГЭ по физике: механика, кинематика и гидростатика

Что проверяет задание

Задание 6 ОГЭ по физике — расчётная задача на механические явления. Проверяется умение применять формулы кинематики, динамики и гидростатики, выбирать нужный закон, правильно подставлять величины и получать верный числовой или логический ответ. Часто данные представлены не числами, а рисунком — например, показаниями рычажных весов, — и нужно сделать вывод о соотношении масс, объёмов или плотностей тел.

Как выглядит формулировка и сколько баллов

Задание 6 — задача с кратким ответом (одно число или цифра). Формулировки встречаются разные:

• «Определите скорость тела…», «Найдите силу…», «Вычислите давление…» — прямой расчёт по формуле;
• «На рисунке показаны весы… Какой шар имеет наибольшую/наименьшую плотность?» — логическая задача на сравнение по рисунку;
• задачи с графиком $v(t)$ или $s(t)$, где нужно снять данные и вычислить искомую величину.

За верный ответ дают 1 балл. Полное решение с пояснениями не требуется, но логика должна быть верной, иначе легко ошибиться в итоговой цифре.

Что нужно знать

Кинематика

• Средняя скорость: $v = \dfrac{s}{t}$
• Равноускоренное движение: $v = v_0 + at$, $s = v_0 t + \dfrac{at^2}{2}$
• Ускорение: $a = \dfrac{v - v_0}{t}$
• Путь при равномерном движении: $s = vt$

Динамика

• Второй закон Ньютона: $F = ma$
• Сила тяжести: $F_{тяж} = mg$ (обычно $g \approx 10\ \text{м/с}^2$)
• Вес тела: $P = mg$
• Закон Гука: $F_{упр} = kx$
• Сила трения: $F_{тр} = \mu N$
• Правило моментов (рычаг): $F_1 l_1 = F_2 l_2$
• Равноплечие весы в равновесии ⟺ равны массы на чашках: $m_1 = m_2$

Гидростатика

• Плотность: $\rho = \dfrac{m}{V}$, откуда $m = \rho V$
• Давление столба жидкости: $p = \rho g h$
• Сила Архимеда: $F_A = \rho_{ж} g V_{погр}$
• Условие плавания: $F_A = F_{тяж}$

Методы решения

1. Прямая подстановка в формулу (кинематика). Пример: путь 30 м за 5 с, найти скорость: $v = \dfrac{30}{5} = 6$ м/с.

2. Сравнение через весы или рычаг (динамика). Если весы в равновесии — массы на чашках равны; если одна чашка опущена, масса на ней больше. Пример: чашка с шаром А ниже чашки с шаром Б, значит $m_A > m_B$.

3. Сравнение плотностей через массу и объём (гидростатика). При равных массах плотность больше у тела с меньшим объёмом, так как $\rho = m/V$. Пример: два груза равной массы, но объём первого в два раза меньше — плотность первого в два раза больше.

4. Анализ графика движения (кинематика). По графику $v(t)$ ускорение равно наклону прямой, по графику $s(t)$ скорость — наклону касательной. Пример: скорость растёт от 0 до 10 м/с за 5 с, значит $a = 2$ м/с².

5. Условие плавания и сила Архимеда (гидростатика). Если тело плавает, $mg = \rho_{ж} g V_{погр}$, отсюда находят объём погружённой части или плотность жидкости.

Алгоритм решения по шагам

1. Прочитать условие, выделить все данные — числа, соотношения, рисунок.
2. Определить, что требуется найти: конкретное значение или логическое сравнение.
3. Выбрать закон или формулу, связывающую известные и искомые величины.
4. Если есть рисунок весов — определить по положению чашек соотношение масс: равновесие означает равенство, перекос означает, что опущенная сторона тяжелее.
5. Составить уравнения или неравенства с учётом данных соотношений объёмов и масс.
6. Выполнить вычисления или логическое сравнение, проверить единицы измерения.
7. Сверить результат со здравым смыслом — значения должны быть физически разумными.

Разбор примеров

Во всех трёх примерах шар 1 сравнивают на рычажных весах с шаром 2 (рисунок а) и шаром 3 (рисунок б). По рисунку а чашки с шаром 1 и шаром 2 расположены на одном уровне — весы в равновесии, значит массы равны: $m_1 = m_2$. По рисунку б чашка с шаром 3 опущена ниже чашки с шаром 1, значит шар 3 тяжелее: $m_3 > m_1$. Это соотношение масс сохраняется во всех трёх примерах, меняются только соотношения объёмов. Плотность каждого шара находим по формуле $\rho = \dfrac{m}{V}$.

Пример 1. Дано: $V_2 = V_3 > V_1$, $m_1 = m_2$, $m_3 > m_1$. Шаг 1. $\rho_1 = \dfrac{m_1}{V_1}$. Шаг 2. $\rho_2 = \dfrac{m_2}{V_2} = \dfrac{m_1}{V_2}$. Поскольку $V_2 > V_1$ при той же массе $m_1$, получаем $\rho_2 < \rho_1$. Шаг 3. $\rho_3 = \dfrac{m_3}{V_3} = \dfrac{m_3}{V_2}$ (так как $V_3 = V_2$). Поскольку $m_3 > m_1$, а знаменатель тот же $V_2$, получаем $\rho_3 > \rho_2$. Шаг 4. У $\rho_2$ самый маленький числитель ($m_1$) и самый большой знаменатель ($V_2$) среди сравниваемых величин, поэтому плотность шара 2 минимальна. Ответ: 2.

Пример 2. Дано: $V_1 = V_3 < V_2$, $m_1 = m_2$, $m_3 > m_1$. Шаг 1. $\rho_1 = \dfrac{m_1}{V_1}$. Шаг 2. $\rho_2 = \dfrac{m_2}{V_2} = \dfrac{m_1}{V_2}$. Так как $V_2 > V_1$, получаем $\rho_2 < \rho_1$. Шаг 3. $\rho_3 = \dfrac{m_3}{V_3} = \dfrac{m_3}{V_1}$ (так как $V_3 = V_1$). Так как $m_3 > m_1$, получаем $\rho_3 > \rho_1$. Шаг 4. Итоговый порядок: $\rho_2 < \rho_1 < \rho_3$. Максимальная плотность — у шара 3. Ответ: 3.

Пример 3. Условие такое же, как в примере 2: $V_1 = V_3 < V_2$, $m_1 = m_2$, $m_3 > m_1$. Порядок плотностей уже установлен: $\rho_2 < \rho_1 < \rho_3$. Наименьшая плотность — у шара 2. Ответ: 2.

При одинаковых исходных данных о массах, но разных вопросах (максимум или минимум), выгодно один раз построить полное упорядочивание всех плотностей, а затем просто выбрать нужный крайний элемент — это экономит время на экзамене.

Типичные ошибки и ловушки

• Путают массу и вес: масса не меняется, вес зависит от $g$; для ОГЭ обычно берут $g = 10$ м/с².
• Считают, что равновесие весов означает равенство объёмов или плотностей, а не масс.
• Думают, что больший объём всегда означает большую массу, забывая, что $m = \rho V$ зависит от обеих величин.
• Неверно определяют по рисунку, какая чашка тяжелее (путают направление наклона).
• В кинематике путают путь и перемещение, забывают перевести единицы (км/ч в м/с, минуты в секунды).
• В задачах на силу Архимеда используют плотность тела вместо плотности жидкости.
• Не проверяют размерность и порядок величины итогового ответа, из-за чего теряют степени десяти.

Как готовиться

1. Выучить формулы кинематики, динамики и гидростатики из раздела выше и уметь быстро определять, какая формула связывает нужные величины.
2. Регулярно решать задачи из открытого банка заданий ОГЭ, особое внимание уделяя задачам с рисунками весов и рычагов — они требуют логического сравнения, а не только вычислений.
3. Довести до автоматизма перевод единиц измерения (км/ч↔м/с, г↔кг, см³↔м³) — ошибки в единицах самая частая причина потери балла.
4. При работе с весами сначала определять по рисунку соотношение масс (равновесие или перекос), а затем подключать данные об объёмах для расчёта плотности.
5. Решать задачи строго по алгоритму, не пропуская проверку размерности и здравого смысла результата.
6. После каждой решённой задачи выписывать использованную формулу отдельно — это закрепляет связь между типом задачи и нужным законом.