Номер 1, страница 162 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

1. Возьмите два стеклянных сосуда, в одном из которых находится чистая вода, во втором — соленая. В каждый сосуд опустите по очереди одну и ту же картофелину. Что при этом произошло? Объясните результат опыта.

Что при этом произошло?

В сосуде с чистой водой картофелина опустится на дно (утонет). В сосуде с соленой водой та же самая картофелина будет плавать на поверхности или в толще воды.

Объясните результат опыта.

Данное явление объясняется законом Архимеда и соотношением плотностей. На любое тело, погруженное в жидкость, действуют две основные силы: сила тяжести $F_g$, направленная вниз, и выталкивающая сила Архимеда $F_A$, направленная вверх.

Тело тонет, если его средняя плотность ($\rho_{тела}$) больше плотности жидкости ($\rho_{жидкости}$), так как в этом случае сила тяжести оказывается больше максимальной выталкивающей силы ($F_g > F_{A,max}$).

Тело плавает, если его средняя плотность меньше плотности жидкости ($\rho_{тела} < \rho_{жидкости}$). В этом случае тело погружается в жидкость до тех пор, пока выталкивающая сила не уравновесит силу тяжести ($F_A = F_g$).

Применительно к нашему опыту:

1. В сосуде с чистой водой.

Средняя плотность сырой картофелины составляет примерно $1050-1100$ кг/м³, что немного больше плотности чистой воды ($\rho_{воды} \approx 1000$ кг/м³). Поскольку $\rho_{картофелины} > \rho_{воды}$, сила тяжести, действующая на картофелину, больше выталкивающей силы, и она опускается на дно.

2. В сосуде с соленой водой.

При растворении соли в воде плотность раствора увеличивается. Можно легко приготовить такой соленый раствор, плотность которого ($\rho_{соленой\ воды}$) станет больше плотности картофелины ($\rho_{соленой\ воды} > \rho_{картофелины}$). Когда картофелину опускают в такой раствор, выталкивающая сила, действующая на неё, становится достаточной, чтобы уравновесить силу тяжести. В результате картофелина всплывает и плавает на поверхности.

Ответ: В чистой воде картофелина утонет, а в соленой воде будет плавать. Это происходит из-за того, что плотность картофелины больше плотности чистой воды, но меньше плотности соленого раствора. В соответствии с законом Архимеда, тело тонет, если его плотность больше плотности жидкости, и плавает, если его плотность меньше.