Номер 8, страница 84 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов (часть 2). Плавание тел - номер 8, страница 84.

Решение.

Решение

Поведение тела, помещенного в жидкость, определяется соотношением между его средней плотностью (${\rho}_{тела}$) и плотностью жидкости (${\rho}_{жидкости}$). Это соотношение определяет, будет ли выталкивающая сила (сила Архимеда) больше, меньше или равна силе тяжести, действующей на тело.

Сила тяжести, действующая на тело, определяется по формуле $F_{т} = m_{тела}g = \rho_{тела}V_{тела}g$, где $V_{тела}$ - объем тела.

Выталкивающая сила (сила Архимеда) равна весу вытесненной жидкости: $F_{А} = \rho_{жидкости}V_{погр}g$, где $V_{погр}$ - объем погруженной части тела.

В условии задачи сказано, что плотность предмета меньше плотности жидкости: ${\rho}_{тела} < {\rho}_{жидкости}$.

Если такое тело полностью погрузить в жидкость ($V_{погр} = V_{тела}$), то максимальная выталкивающая сила $F_{А(max)} = \rho_{жидкости}V_{тела}g$ будет больше силы тяжести $F_{т} = \rho_{тела}V_{тела}g$, так как ${\rho}_{жидкости} > {\rho}_{тела}$. Это означает, что равнодействующая сил будет направлена вверх, и тело будет всплывать.

Тело будет подниматься до тех пор, пока не достигнет поверхности. На поверхности оно будет плавать, погрузившись в жидкость лишь частично. Равновесие наступит, когда выталкивающая сила, действующая на погруженную часть тела, уравновесит силу тяжести: $F_{А} = F_{т}$.

$\rho_{жидкости}V_{погр}g = \rho_{тела}V_{тела}g$

Из этого равенства следует, что $\frac{V_{погр}}{V_{тела}} = \frac{\rho_{тела}}{\rho_{жидкости}}$. Так как ${\rho}_{тела} < {\rho}_{жидкоosti}$, то и $V_{погр} < V_{тела}$. Это означает, что объем погруженной части тела меньше его полного объема, то есть тело плавает на поверхности, и некоторая его часть находится под водой.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) предмет плавает внутри жидкости – неверно. Это условие выполняется, когда плотности тела и жидкости равны (${\rho}_{тела} = {\rho}_{жидкости}$).

2) он тонет – неверно. Тело тонет, когда его плотность больше плотности жидкости (${\rho}_{тела} > {\rho}_{жидкости}$).

3) он плавает на поверхности жидкости так, что некоторая его часть находится под водой – верно. Это в точности соответствует условию, когда плотность тела меньше плотности жидкости (${\rho}_{тела} < {\rho}_{жидкости}$).

Ответ: 3) он плавает на поверхности жидкости так, что некоторая его часть находится под водой