Номер 16, страница 43, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Плавание тел. Параграф 20. Выталкивающая сила. Закон Архимеда - номер 16, страница 43.

Условие.

16. Почему в море легче плавать, чем в озере?

Решение.

16. Решение

Плавать в море легче, чем в озере, из-за разной плотности воды. Это явление объясняется законом Архимеда.

Морская вода является солевым раствором, в то время как озёрная вода — пресная. Наличие растворенных солей (в основном NaCl) увеличивает плотность воды. Средняя плотность пресной воды в озере составляет около $ \rho_{пресная} \approx 1000 \frac{кг}{м^3} $, а средняя плотность морской воды — около $ \rho_{морская} \approx 1025 \frac{кг}{м^3} $.

Согласно закону Архимеда, на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила ($F_А$), равная весу вытесненной жидкости. Эта сила рассчитывается по формуле:
$ F_А = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{пчт} $
где $ \rho_{ж} $ — плотность жидкости, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $ V_{пчт} $ — объём погруженной части тела.

Для того чтобы человек держался на воде, выталкивающая сила должна уравновешивать его силу тяжести ($F_т = mg$). Таким образом, $ F_А = F_т $.
$ \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{пчт} = mg $
Отсюда объём погруженной части тела равен:
$ V_{пчт} = \frac{m}{\rho_{ж}} $

Поскольку плотность морской воды ($ \rho_{морская} $) больше плотности пресной воды ($ \rho_{пресная} $), для создания одной и той же выталкивающей силы (равной весу человека) в морской воде требуется погрузить меньший объём тела, чем в пресной. Это означает, что в море человек плавает выше, большая часть его тела находится над водой. Удерживать тело на поверхности и дышать становится легче, что и создает ощущение, будто плавать в море "легче".

Ответ: В море плавать легче, потому что морская вода из-за растворенных в ней солей имеет большую плотность, чем пресная вода в озере. Согласно закону Архимеда, чем выше плотность жидкости, тем больше выталкивающая сила, действующая на погруженное тело. Эта сила лучше поддерживает пловца на поверхности, и ему требуется прилагать меньше усилий, чтобы держаться на воде.