Номер 21, страница 232, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Механика. Глава IV. Статика. Параграф 24. Равновесие жидкости и газа - номер 21, страница 232.

Условие.

°21. Можно ли утверждать, что покоящаяся в воде рыба находится в состоянии невесомости? Если нет, то на какое тело действует вес плавающей рыбы?

Решение 2.

Можно ли утверждать, что покоящаяся в воде рыба находится в состоянии невесомости?
Нет, такое утверждение неверно. Состояние невесомости — это состояние, в котором вес тела равен нулю. Вес ($\text{P}$) — это сила, с которой тело действует на опору или подвес из-за гравитационного притяжения. Невесомость возникает тогда, когда на тело действует только сила тяжести, например, при свободном падении, и отсутствует опора.
На рыбу, которая покоится в воде, действуют две основные силы: сила тяжести ($F_т = mg$), направленная вниз, и выталкивающая сила (сила Архимеда, $F_A$), направленная вверх. Так как рыба находится в покое, эти силы уравновешивают друг друга, то есть их равнодействующая равна нулю: $F_A = F_т$.
Вода в данном случае выступает в роли опоры для рыбы. Наличие этой опоры, которая создает выталкивающую силу, компенсирующую силу тяжести, означает, что рыба не находится в состоянии невесомости. Ее вес не равен нулю.
Ответ: Нет, нельзя, так как на рыбу помимо силы тяжести действует выталкивающая сила со стороны воды, которая является для рыбы опорой.

Если нет, то на какое тело действует вес плавающей рыбы?
По определению, вес — это сила, приложенная к опоре. Для плавающей рыбы опорой является вода. Согласно третьему закону Ньютона, если вода действует на рыбу с выталкивающей силой $F_A$, то рыба действует на воду с силой, равной ей по модулю и противоположной по направлению. Эта сила и есть вес рыбы $\text{P}$ в воде.
Поскольку рыба находится в равновесии (покоится), выталкивающая сила равна силе тяжести: $F_A = F_т = mg$.
Следовательно, вес рыбы равен по модулю силе тяжести и действует на воду: $P = F_A = mg$.
Этот вес передается через воду на дно и стенки водоема или аквариума.
Ответ: Вес плавающей рыбы действует на воду, в которой она плавает.