Номер 4, страница 177 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 53. Давление. Условие равновесия жидкости. Глава 7. Элементы гидростатики и гидродинамики - номер 4, страница 177.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Выталкивающая сила, также известная как сила Архимеда, – это сила, с которой жидкость или газ воздействуют на погруженное в них тело, выталкивая его. Эта сила всегда направлена вертикально вверх, то есть противоположно направлению силы тяжести.

Причиной возникновения выталкивающей силы является разность гидростатических давлений на разных глубинах. Давление жидкости (или газа) увеличивается с глубиной. Следовательно, на нижнюю поверхность погруженного тела действует большее давление, чем на верхнюю. Эта разница давлений создает результирующую силу, направленную вверх.

Величина этой силы определяется законом Архимеда, который гласит: на тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная по модулю весу того объёма жидкости или газа, который был вытеснен телом.

Математически выталкивающая сила выражается следующей формулой:

$F_A = \rho_{ж(г)} \cdot g \cdot V_т$

где:

$F_A$ – выталкивающая сила (сила Архимеда), измеряемая в ньютонах (Н);

$\rho_{ж(г)}$ – плотность жидкости или газа, в которую погружено тело, измеряемая в кг/м³;

$g$ – ускорение свободного падения (приблизительно $9.8$ м/с²);

$V_т$ – объём той части тела, которая погружена в жидкость или газ, измеряемый в м³.

Поведение тела в жидкости или газе зависит от соотношения между действующей на него силой тяжести ($F_т = m \cdot g$) и выталкивающей силой ($F_A$):

1. Если $F_A > F_т$ (или плотность тела $\rho_т$ меньше плотности жидкости $\rho_ж$), тело будет всплывать на поверхность.

2. Если $F_A < F_т$ (или $\rho_т > \rho_ж$), тело будет тонуть.

3. Если $F_A = F_т$ (или $\rho_т = \rho_ж$), тело может находиться в равновесии на любой глубине (плавать внутри жидкости).

Ответ: Выталкивающая сила (или сила Архимеда) — это сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ, направленная вертикально вверх. Она возникает из-за разницы давлений на разных глубинах и по величине равна весу жидкости или газа в объёме погружённой части тела. Формула для расчета: $F_A = \rho_{ж(г)} \cdot g \cdot V_т$.