История развития физики, страница 177 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 6. Статика. Законы гидро- и аэростатики. Параграф 32. Давление. Закон Паскаля. Закон Архимеда. Вопросы - страница 177.

Условие.

Из истории развития физики

В сочинении Архимеда «О плавающих телах» приведены следующие положения.

1) «Тела более лёгкие, чем жидкость, опущенные в эту жидкость насильственно, будут выталкиваться вверх с силой, равной тому весу, на который жидкость, имеющая равный объём с телом, будет тяжелее этого тела».

2) «Тела более тяжёлые, чем жидкость, опущенные в эту жидкость, будут погружаться, пока не дойдут до самого низа, и в жидкости станут легче на величину веса жидкости в объёме, равном объёму погружённого тела».

а) Какой знаменитый физический закон сформулирован в этих фрагментах?

б) Между какими физическими величинами устанавливает связь этот закон?

Решение.

а) Какой знаменитый физический закон сформулирован в этих фрагментах?

В приведенных фрагментах из сочинения Архимеда «О плавающих телах» сформулирован закон, который сейчас носит его имя. В первом пункте описывается поведение тела, плотность которого меньше плотности жидкости: выталкивающая сила превышает силу тяжести тела. Во втором пункте описывается поведение тела, плотность которого больше плотности жидкости: на него действует выталкивающая сила, которая уменьшает его вес в жидкости. Оба положения являются следствиями одного и того же фундаментального принципа. Этот знаменитый физический закон — закон Архимеда.
Ответ: В этих фрагментах сформулирован закон Архимеда.

б) Между какими физическими величинами устанавливает связь этот закон?

Закон Архимеда устанавливает связь между выталкивающей силой (называемой также силой Архимеда), действующей на погруженное в жидкость или газ тело, и параметрами, от которых эта сила зависит. Современная формулировка закона гласит: на тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (или газа) в объёме погруженной части тела.
Математически это выражается формулой: $F_A = P_ж = m_ж g = \rho_ж g V_{п.ч.}$, где $F_A$ — выталкивающая сила (сила Архимеда), $\rho_ж$ — плотность жидкости или газа, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $V_{п.ч.}$ — объём погружённой в жидкость (или газ) части тела.
Таким образом, закон устанавливает связь между следующими физическими величинами:
1. Выталкивающая сила (сила Архимеда).
2. Плотность жидкости (или газа), в которую погружено тело.
3. Объём погружённой части тела.
Ответ: Закон Архимеда устанавливает связь между выталкивающей силой, действующей на тело, плотностью жидкости (или газа) и объёмом погружённой в эту жидкость (или газ) части тела.