Параграф 47 ГДЗ Перышкин Иванов 7 класс (Физика)
- Опишите опыт, изображённый на рисунке 154. Что он доказывает?
- Какую силу называют архимедовой?
- По какой формуле можно рассчитать архимедову силу?
- От каких величин и как зависит архимедова сила?
Как изменится выталкивающая сила, если аналогичный эксперимент провести в космическом корабле, находящемся на поверхности Луны?
- К одной чаше весов подвешен цилиндр из алюминия, а к другой — оловянный такой же массы. Весы находятся в равновесии. Оба цилиндра одновременно погрузили в воду. Равновесие весов нарушилось. Объясните почему. Какая чаша весов перевесит?
- К коромыслу весов подвешены два железных шарика одинакового объёма. Нарушится ли равновесие весов, если один шарик погрузить в воду, другой — в керосин? Ответ обоснуйте.
- Какую силу нужно приложить, чтобы кусок гранита объёмом $$40\ \text{дм}^3$$ удержать в воде; в воздухе?
- В какой воде, пресной или морской, на человека действует большая выталкивающая сила?
- Одинаковая ли сила потребуется для того, чтобы удержать пустое ведро в воздухе или это же ведро, но наполненное водой, в воде? Ответ поясните.
Измерьте выталкивающую силу, действующую на бидон с водой, когда он погружён в воду наполовину; целиком. Выясните зависимость выталкивающей силы от глубины погружения тела в жидкость.
1. К пружине подвешивают ведёрко и цилиндрическое тело. Сначала отмечают растяжение пружины в воздухе. Затем тело полностью погружают в жидкость, налитую в отливной сосуд до уровня трубки. Часть жидкости, объём которой равен объёму тела, выливается в стакан. При этом пружина сокращается, значит, вес тела в жидкости уменьшается. Если вылить жидкость из стакана обратно в ведёрко, указатель пружины вернётся в прежнее положение. Опыт доказывает, что на тело в жидкости действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объёме этого тела.
2. Силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой.
3. Архимедову силу можно вычислить по формуле:
$$F_A=P_{\text{ж}}=m_{\text{ж}}g=\rho_{\text{ж}}gV$$
4. Архимедова сила не зависит от плотности самого тела. Она зависит от плотности жидкости и от объёма погружённой части тела: чем больше объём вытесненной жидкости и чем больше её плотность, тем больше выталкивающая сила.
Упражнение 29
1. Массы цилиндров одинаковы, значит, объём алюминиевого цилиндра больше, чем оловянного. При погружении в воду на каждый цилиндр действует выталкивающая сила $$F_A=\rho_{\text{ж}}gV$$. Так как объём алюминиевого цилиндра больше, на него действует большая выталкивающая сила, поэтому его кажущийся вес уменьшается сильнее. Перевесит чаша с оловянным цилиндром.
2. Равновесие нарушится. На шарик, погружённый в воду, действует большая выталкивающая сила, чем на шарик в керосине, так как плотность воды больше плотности керосина. Поэтому вес шарика в воде уменьшится сильнее, и перевесит чаша с шариком, погружённым в керосин.
3. Для удержания куска гранита в воде нужна сила, равная разности между его весом и архимедовой силой:
$$F=mg-F_A$$
Если в воздухе, то нужно приложить силу, равную его весу:
$$F_{\text{возд}}=mg$$
Так как в воде на тело действует выталкивающая сила, то удерживать его в воде легче, чем в воздухе.
4. В морской воде выталкивающая сила больше, чем в пресной, потому что плотность морской воды больше. Следовательно, на человека в морской воде действует большая архимедова сила.
5. Чтобы удержать пустое ведро в воздухе и то же ведро, наполненное водой, в воде, нужна не одинаковая сила. В воде ведро испытывает действие архимедовой силы, поэтому его кажущийся вес меньше. Значит, удерживать ведро в воде нужно меньшей силой.
Задание. Выталкивающая сила прямо пропорциональна объёму части тела, погружённой в жидкость. Поэтому при погружении бидона наполовину она меньше, чем при полном погружении.
