Номер 22, страница 52, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Плавание тел. Параграф 21. Плавание тел - номер 22, страница 52.

Условие.

22. В цилиндрический сосуд налили ртуть, керосин и воду. Сделайте в тетради рисунок, схематически изображающий расположение этих жидкостей. Укажите, где будут находиться льдинка, пробка, свинцовая дробинка и золотое кольцо, опущенные в этот сосуд.

Решение.

Для определения взаимного расположения несмешивающихся жидкостей и помещенных в них тел необходимо сравнить их плотности. Жидкости располагаются слоями так, что жидкость с меньшей плотностью находится выше жидкости с большей плотностью. Тело плавает в жидкости, если его плотность меньше плотности жидкости, и тонет, если его плотность больше. Если тело помещено в несколько слоев жидкости, оно остановится на границе того слоя, плотность которого больше плотности тела, в то время как плотность вышележащего слоя меньше.

Приведем справочные значения плотностей ($\rho$):
Плотность ртути: $ \rho_{рт} \approx 13600 \text{ кг/м}^3 $
Плотность керосина: $ \rho_{к} \approx 800 \text{ кг/м}^3 $
Плотность воды: $ \rho_{в} = 1000 \text{ кг/м}^3 $
Плотность льда (льдинка): $ \rho_{л} \approx 900 \text{ кг/м}^3 $
Плотность пробки: $ \rho_{п} \approx 240 \text{ кг/м}^3 $
Плотность свинца (свинцовая дробинка): $ \rho_{св} \approx 11300 \text{ кг/м}^3 $
Плотность золота (золотое кольцо): $ \rho_{з} \approx 19300 \text{ кг/м}^3 $

Сначала определим расположение жидкостей в сосуде. Сравнивая их плотности, видим, что $ \rho_{к} < \rho_{в} < \rho_{рт} $. Следовательно, на дне сосуда будет находиться ртуть, над ней — слой воды, а самым верхним слоем будет керосин.

Теперь определим положение каждого из предметов.

льдинка
Плотность льда ($ \rho_{л} \approx 900 \text{ кг/м}^3 $) больше плотности керосина ($ \rho_{к} \approx 800 \text{ кг/м}^3 $), но меньше плотности воды ($ \rho_{в} = 1000 \text{ кг/м}^3 $). Поэтому льдинка утонет в керосине и будет плавать на границе раздела керосин-вода.

Ответ: Льдинка будет находиться на границе между керосином и водой.

пробка
Плотность пробки ($ \rho_{п} \approx 240 \text{ кг/м}^3 $) меньше плотности керосина ($ \rho_{к} \approx 800 \text{ кг/м}^3 $), который является самой легкой жидкостью. Значит, пробка будет плавать на поверхности керосина.

Ответ: Пробка будет плавать на поверхности керосина.

свинцовая дробинка
Плотность свинца ($ \rho_{св} \approx 11300 \text{ кг/м}^3 $) больше плотности воды ($ \rho_{в} = 1000 \text{ кг/м}^3 $), но меньше плотности ртути ($ \rho_{рт} \approx 13600 \text{ кг/м}^3 $). Следовательно, дробинка утонет в керосине и воде, но будет плавать на поверхности ртути, то есть на границе раздела вода-ртуть.

Ответ: Свинцовая дробинка будет находиться на границе между водой и ртутью.

золотое кольцо
Плотность золота ($ \rho_{з} \approx 19300 \text{ кг/м}^3 $) больше плотности ртути ($ \rho_{рт} \approx 13600 \text{ кг/м}^3 $), самой плотной из жидкостей. Поэтому золотое кольцо утонет во всех трех жидкостях и будет лежать на дне сосуда.

Ответ: Золотое кольцо будет лежать на дне сосуда.

Схематически расположение веществ в сосуде будет следующим (сверху вниз):
1. На поверхности керосина плавает пробка.
2. Слой керосина.
3. На границе керосина и воды плавает льдинка.
4. Слой воды.
5. На границе воды и ртути плавает свинцовая дробинка.
6. Слой ртути.
7. На дне сосуда лежит золотое кольцо.