Номер 11, страница 83 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов (часть 2). Архимедова сила. Закон Архимеда - номер 11, страница 83.

Решение.

Решение

Закон Архимеда гласит, что на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила (архимедова сила), равная весу вытесненного этим телом объема жидкости или газа.

Вес вытесненной среды ($P_{ср}$) можно найти по формуле $P_{ср} = m_{ср} \cdot g$, где $m_{ср}$ — масса вытесненной среды, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

Массу вытесненной среды можно выразить через ее плотность ($\rho_{ср}$) и объем ($V_{ср}$): $m_{ср} = \rho_{ср} \cdot V_{ср}$.

Объем вытесненной среды равен объему погруженной в эту среду части тела ($V_{пчт}$). Таким образом, общая формула для архимедовой силы ($F_А$) имеет вид:

$F_А = P_{ср} = g \cdot m_{ср} = g \cdot \rho_{ср} \cdot V_{пчт}$

В вопросе требуется найти формулу для архимедовой силы, действующей в газе. В этом случае средой является газ, поэтому в качестве плотности среды ($\rho_{ср}$) необходимо использовать плотность газа, которую обозначим как $\rho_г$. Тело, находящееся в газе (например, воздушный шар в атмосфере), погружено в него полностью, поэтому объем погруженной части тела равен полному объему тела ($V_т$).

Подставляя эти обозначения в общую формулу, получаем выражение для архимедовой силы, действующей в газе:

$F_А = g \cdot \rho_г \cdot V_т$

Теперь сравним полученную формулу с предложенными вариантами:

1) $F = g\rho_гV_т$ — эта формула полностью совпадает с выведенной нами. Она описывает архимедову силу в газе.

2) $F = g\rho hS$ — это неверная запись. Хотя произведение $h \cdot S$ имеет размерность объема, данная формула не является общепринятой для силы Архимеда.

3) $F = g\rho_жV_т$ — эта формула описывает архимедову силу, действующую на тело в жидкости (индекс 'ж' обозначает жидкость), а не в газе.

4) $P = g\rho h$ — это формула для расчета гидростатического давления ($\text{P}$) на глубине $\text{h}$, а не силы.

Таким образом, правильной является формула, представленная в первом варианте.

Ответ: 1