Номер 2, страница 77, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Закон архимеда. Плавание тел. Параграф 64. Плавание судов. Вопросы и задания - номер 2, страница 77.

Условие.

2. За счёт каких сил происходит погружение и всплытие подводной лодки?

Решение.

Погружение и всплытие подводной лодки основаны на изменении соотношения между двумя основными силами, действующими на неё в воде: силой тяжести и выталкивающей силой (силой Архимеда).

Сила тяжести ($F_т$) направлена вертикально вниз. Она определяется массой лодки ($\text{m}$) и ускорением свободного падения ($\text{g}$): $F_т = m \cdot g$.

Выталкивающая сила ($F_А$), или сила Архимеда, направлена вертикально вверх. Её величина равна весу воды, вытесненной объёмом погружённой части лодки ($\text{V}$): $F_А = \rho_в \cdot g \cdot V$, где $\rho_в$ — плотность воды.

Ключевым элементом управления является возможность изменять массу лодки ($\text{m}$) при почти постоянном объёме ($\text{V}$). Это достигается с помощью балластных цистерн, которые могут заполняться водой или продуваться сжатым воздухом.

Погружение

Для погружения балластные цистерны заполняются водой. Общая масса лодки увеличивается, и, как следствие, растёт сила тяжести. Когда сила тяжести становится больше выталкивающей силы ($F_т > F_А$), равнодействующая сил направляется вниз, и лодка начинает погружаться.

Всплытие

Для всплытия вода из балластных цистерн вытесняется сжатым воздухом. Общая масса лодки уменьшается, сила тяжести становится меньше выталкивающей силы ($F_т < F_А$), и лодка начинает подниматься к поверхности.

Для плавания на постоянной глубине масса лодки регулируется так, чтобы сила тяжести была равна силе Архимеда ($F_т = F_А$).

Ответ: Погружение и всплытие подводной лодки происходит за счёт управления соотношением между силой тяжести и выталкивающей силой Архимеда. Сила тяжести изменяется путём приёма или откачки воды из балластных цистерн: для погружения силу тяжести делают больше выталкивающей силы, а для всплытия — меньше.