Номер 1, страница 43 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IV. Силы вокруг нас. Считаем и сравниваем - номер 1, страница 43.

Условие.

1. На какой из двух одинаковых по размерам брусков действует большая сила тяжести: железный 1 или медный 2? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Дано:

Брусок 1 – железный

Брусок 2 – медный

Объемы брусков равны: $V_1 = V_2 = V$

Плотность железа (из таблицы): $\rho_1 = \rho_{железа} \approx 7800 \frac{кг}{м^3}$

Плотность меди (из таблицы): $\rho_2 = \rho_{меди} \approx 8900 \frac{кг}{м^3}$

Найти:

На какой из брусков действует бóльшая сила тяжести? Сравнить $F_1$ и $F_2$.

Решение:

Сила тяжести, действующая на тело, определяется по формуле:

$F_{тяж} = m \cdot g$

где $\text{m}$ – масса тела, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения (постоянная величина для обоих брусков).

Из формулы видно, что сила тяжести прямо пропорциональна массе тела. Следовательно, на тело с большей массой будет действовать и большая сила тяжести.

Массу тела можно найти, зная его объем $\text{V}$ и плотность материала $\rho$:

$m = \rho \cdot V$

Подставим это выражение в формулу силы тяжести:

$F_{тяж} = \rho \cdot V \cdot g$

Для наших брусков:

Сила тяжести, действующая на железный брусок 1: $F_1 = \rho_1 \cdot V \cdot g$

Сила тяжести, действующая на медный брусок 2: $F_2 = \rho_2 \cdot V \cdot g$

По условию, размеры брусков одинаковы, значит, их объемы $\text{V}$ равны. Ускорение свободного падения $\text{g}$ также одинаково для обоих. Таким образом, сравнение сил тяжести сводится к сравнению плотностей материалов.

Сравним плотности железа и меди:

$\rho_1 = 7800 \frac{кг}{м^3}$

$\rho_2 = 8900 \frac{кг}{м^3}$

Поскольку $\rho_2 > \rho_1$ ($8900 > 7800$), то при равном объеме масса медного бруска будет больше массы железного ($m_2 > m_1$).

Соответственно, и сила тяжести, действующая на медный брусок, будет больше, чем сила тяжести, действующая на железный:

$F_2 > F_1$

Ответ: большая сила тяжести действует на медный брусок (2). Обоснование: так как бруски имеют одинаковый размер (объем), а плотность меди больше плотности железа, то масса медного бруска больше. Сила тяжести прямо пропорциональна массе, поэтому на более массивный медный брусок действует большая сила тяжести.