Номер 5, 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 5, страница 67.

Условие.

5. Применим ли принцип отвердевания для тела, частично погружённого в воду?

Решение.

Решение

Да, принцип отвердевания применим для тела, частично погруженного в воду. Этот принцип является одним из основных положений (аксиом) статики и имеет фундаментальное значение для анализа равновесия систем, включающих деформируемые среды, такие как жидкости и газы.

Принцип отвердевания гласит, что если какая-либо система (в том числе деформируемая, как жидкость) находится в состоянии равновесия, то это равновесие не нарушится, если мысленно считать эту систему или любую ее часть абсолютно твердым телом.

Рассмотрим систему, состоящую из тела, частично плавающего в воде. Эта система находится в равновесии. Вода, будучи жидкостью, является деформируемой средой. Согласно принципу отвердевания, мы можем мысленно «заморозить» всю воду или любую ее часть, и при этом все действующие силы (силы давления, силы тяжести) и условия равновесия сохранятся. Такой подход позволяет применять к жидкости, находящейся в покое, уравнения статики твердого тела.

Наглядным примером использования этого принципа является вывод закона Архимеда. Чтобы найти выталкивающую силу, действующую на погруженное тело, сначала рассматривают объем жидкости, который в точности совпадает с погруженной частью тела. Этот объем жидкости находится в равновесии. По принципу отвердевания, его можно считать твердым телом. Равновесие этого «отвердевшего» объема жидкости обеспечивается равенством действующей на него силы тяжести и равнодействующей сил давления со стороны окружающей жидкости (т.е. выталкивающей силы). Когда на место этого объема жидкости помещается тело, силы давления со стороны окружающей воды на границу погруженного объема не изменяются. Следовательно, выталкивающая сила, действующая на тело, равна по модулю и противоположна по направлению силе тяжести, действовавшей на вытесненный объем жидкости. Этот вывод справедлив независимо от того, полностью или частично тело погружено в жидкость.

Таким образом, принцип отвердевания не просто применим, а является теоретической основой для решения задач гидростатики, включая задачи о плавании тел.

Ответ: Да, принцип отвердевания применим, поскольку он является фундаментальной аксиомой статики, позволяющей рассматривать любую систему, находящуюся в равновесии (включая жидкость), как твердое тело для анализа действующих сил.