Номер 20, страница 91 - гдз по физике 7 класс тесты Чеботарева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов (часть 2). Контрольный тест по темам «Атмосферное давление», «Архимедова сила», «Плавание тел». Вариант № 1 - номер 20, страница 91.

Решение.

Решение

Для того чтобы летательный аппарат, использующий для подъема выталкивающую силу (силу Архимеда), мог взлететь, необходимо, чтобы равнодействующая всех вертикальных сил, действующих на него, была направлена вверх. Рассмотрим две основные силы, действующие на аппарат в вертикальном направлении:

• Сила тяжести ($F_{тяж}$), направленная вниз.
• Выталкивающая сила Архимеда ($F_{А}$), направленная вверх.

Взлет начнется в том случае, если сила, направленная вверх, будет превосходить силу, направленную вниз. Математически это условие записывается как $F_{А} > F_{тяж}$.

Проанализируем предложенные варианты:

1) $F_{тяж} = F_{А}$

В этом случае равнодействующая вертикальных сил равна нулю. Согласно первому закону Ньютона, тело будет находиться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Это означает, что летательный аппарат либо останется на земле, либо будет висеть на одной высоте, не поднимаясь и не опускаясь. Взлет невозможен.

2) $F_{тяж} > F_{А}$

В этом случае сила тяжести больше выталкивающей силы. Равнодействующая сила направлена вниз, поэтому аппарат будет оставаться на земле или опускаться, если уже находится в воздухе. Взлет невозможен.

3) $F_{тяж} < F_{А}$

Это условие эквивалентно неравенству $F_{А} > F_{тяж}$. Выталкивающая сила больше силы тяжести, следовательно, равнодействующая сила направлена вверх. Под действием этой силы аппарат начнет движение с ускорением вверх, то есть взлетит. Это правильное условие.

Ответ: 3) $F_{тяж} < F_{А}$