Номер 1, страница 86 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов (часть 2). Плавание судов. Воздухоплавание - номер 1, страница 86.

Решение.

Решение

Этот вопрос относится к закону Архимеда и условиям плавания тел.

Согласно закону Архимеда, на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила (сила Архимеда), которая равна весу жидкости в объеме погруженной части тела. Эту силу можно рассчитать по формуле:

$F_A = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{пч}$

где $F_A$ – сила Архимеда, $\rho_{ж}$ – плотность жидкости, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $V_{пч}$ – объем погруженной части тела. Вес вытесненной воды $P_{воды}$ как раз и равен этой силе $F_A$.

Для того чтобы тело (в данном случае судно) плавало на поверхности, необходимо, чтобы действующая на него выталкивающая сила уравновешивала силу тяжести. Сила тяжести, действующая на судно, равна его общему весу, то есть сумме веса самого судна и веса перевозимого груза.

$F_{тяж} = P_{судна\_с\_грузом} = (m_{судна} + m_{груза}) \cdot g$

Условие плавания тела выглядит так:

$F_A = F_{тяж}$

Сопоставив эти утверждения, получаем, что вес воды, вытесненной подводной частью судна, равен силе Архимеда, которая, в свою очередь, равна полной силе тяжести, действующей на судно с грузом.

$P_{воды} = F_A = F_{тяж} = P_{судна\_с\_грузом}$

Вес судна с грузом в воздухе — это и есть полная сила тяжести, действующая на них. Таким образом, вес вытесненной воды равен весу судна с грузом в воздухе.

Проанализируем предложенные варианты ответа:

1) водоизмещению судна: Водоизмещение (весовое) по определению и есть вес вытесненной судном воды. Этот ответ является тавтологией и не объясняет физическую причину, почему вытесняется именно такой объем воды.

2) весу перевозимого судном груза: Неверно, так как не учитывается собственный вес судна, который также должен компенсироваться выталкивающей силой.

3) весу судна с грузом в воздухе: Верно. Это утверждение является прямым следствием условия плавания тел, согласно которому выталкивающая сила (равная весу вытесненной жидкости) должна уравновешивать полную силу тяжести плавающего объекта.

4) весу только самого судна: Неверно, так как не учитывается вес груза.

Следовательно, наиболее полный и правильный ответ — 3.

Ответ: 3) весу судна с грузом в воздухе.