Номер 3, страница 67, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Закон архимеда. Плавание тел. Параграф 61. Действие жидкости на погружённое в неё тело. Вопросы и задания - номер 3, страница 67.

Условие.

3. Почему при ловле рыбы она кажется тяжелее, когда её поднимают над поверхностью воды?

Решение.

Решение

Это явление объясняется законом Архимеда. Согласно этому закону, на любое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и равная весу жидкости в объеме, вытесненном телом.

Когда рыба находится в воде, на нее действуют две основные силы:

1. Сила тяжести ($\text{P}$), направленная вниз. Она рассчитывается по формуле $P = m \cdot g$, где $\text{m}$ — масса рыбы, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

2. Выталкивающая сила, или сила Архимеда ($F_A$), направленная вверх. Она равна весу вытесненной воды: $F_A = \rho_{воды} \cdot g \cdot V_{рыбы}$, где $\rho_{воды}$ — плотность воды, а $V_{рыбы}$ — объем рыбы.

Вес рыбы, который ощущается в воде ($P_{в \ воде}$), является разностью между силой тяжести и выталкивающей силой: $P_{в \ воде} = P - F_A$. Так как плотность воды достаточно велика, выталкивающая сила значительно "облегчает" рыбу, и рыбаку нужно прилагать меньше усилий, чтобы ее удержать.

Когда рыбу поднимают над поверхностью воды, она оказывается в воздухе. Сила тяжести ($\text{P}$) остается той же, но выталкивающая сила со стороны воздуха ($F_{А, \ воздуха}$) становится ничтожно малой. Это связано с тем, что плотность воздуха примерно в 800 раз меньше плотности воды. Поэтому выталкивающей силой воздуха можно пренебречь.

В результате, в воздухе рыбаку приходится преодолевать практически полную силу тяжести рыбы: $P_{в \ воздухе} \approx P$. Из-за исчезновения существенной поддержки со стороны выталкивающей силы воды рыба и кажется значительно тяжелее.

Ответ: Когда рыба находится в воде, на нее действует выталкивающая сила (сила Архимеда), которая уменьшает ее ощущаемый вес. При извлечении рыбы из воды эта поддерживающая сила исчезает, поскольку выталкивающая сила воздуха пренебрежимо мала. В результате приходится прилагать усилие, чтобы удержать полную силу тяжести рыбы, из-за чего она кажется намного тяжелее.