Номер 4, страница 159 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

4. Почему выталкивающая сила названа силой Архимеда? Какая формула ее выражает?

Почему выталкивающая сила названа силой Архимеда?

Выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость или газ тело, названа в честь великого древнегреческого ученого, математика и инженера Архимеда из Сиракуз (III век до н.э.). Именно он впервые открыл, изучил и математически описал это явление.

Согласно знаменитой легенде, Архимед сделал свое открытие, решая задачу, поставленную ему царем Гиероном II. Царь сомневался в честности ювелира, изготовившего для него золотую корону, и поручил Архимеду определить, не содержит ли корона примеси серебра, не повредив при этом само изделие. Размышляя над этой проблемой, Архимед, принимая ванну, заметил, что уровень воды поднимается, когда он в нее погружается, и что его тело в воде кажется легче. Он понял, что объем вытесненной воды равен объему погруженной части тела, а уменьшение веса тела равно весу вытесненной воды. Это озарение позволило ему найти способ измерить объем короны сложной формы и, зная ее вес, рассчитать плотность материала. Сравнив полученное значение с плотностью чистого золота, Архимед доказал, что ювелир подмешал в сплав серебро. В восторге от своего открытия, он, по преданию, выбежал на улицу с криком «Эврика!» («Нашел!»).

Свои выводы Архимед изложил в фундаментальном труде «О плавающих телах», заложившем основы гидростатики. В знак признания его гениального вклада в науку выталкивающую силу и закон, ее описывающий, называют его именем.

Ответ: Выталкивающая сила названа в честь древнегреческого ученого Архимеда, который первым открыл, изучил и сформулировал закон, описывающий эту силу.

Какая формула ее выражает?

Сила Архимеда (или выталкивающая сила) равна весу жидкости или газа в объеме, вытесненном погруженной частью тела. Она рассчитывается по следующей формуле:

$F_A = \rho_{ж(г)} \cdot g \cdot V_т$

В этой формуле:

$F_A$ — это сила Архимеда, которая измеряется в ньютонах (Н);

$\rho_{ж(г)}$ — это плотность жидкости или газа, в которую погружено тело. Единица измерения — килограмм на кубический метр (кг/м³);

$g$ — это ускорение свободного падения. На поверхности Земли его значение принимают приблизительно равным $9,8$ м/с² (или $9,8$ Н/кг);

$V_т$ — это объем той части тела, которая погружена в жидкость или газ. Единица измерения — кубический метр (м³). Если тело погружено полностью, то это полный объем тела.

Таким образом, формула показывает, что выталкивающая сила зависит от плотности среды и объема погруженной части тела, но не зависит от материала, формы или массы самого тела.

Ответ: Сила Архимеда выражается формулой $F_A = \rho_{ж(г)} \cdot g \cdot V_т$.