Номер 10, страница 105, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Лабораторные работы - номер 10, страница 105.

Условие.

10. Условия плавания тел в жидкости

Цель работы: исследовать условия плавания тел в жидкости.

Оборудование: весы с разновесами или электронные весы, измерительный цилиндр с водой, три тела ($\text{1}$ — плавающее на поверхности воды; $\text{2}$ — плавающее при полном погружении в воду² и $\text{3}$ — тонущее в воде).

Подготовка к работе

Прочитайте описание работы и повторите §21, п. 1.

Содержание работы

В данной работе определяют, при какой средней плотности тела оно: плавает на поверхности воды; плавает в толще воды (не ложится на дно при полном погружении); тонет в воде (ложится на дно).

Ход работы

• Измерьте среднюю плотность каждого из предложенных вам тел¹ (см. лабораторную работу № 6). Результаты измерений без указания погрешности запишите в таблицу.

Номер тела	Масса тела		Объём тела		Плотность тела $\rho$, $\frac{г}{см^3}$	Сравнение плотности тела с плотностью воды	Плавает ли тело и погружается ли при этом полностью?
	$\text{m}$, г	$\text{V}$, см3

• Сравните среднюю плотность каждого тела с плотностью воды.

• Опустите каждое тело в воду и определите, плавает ли оно, и если плавает, то погружается при этом полностью или частично.

• Запишите вывод.

Решение.

Для выполнения лабораторной работы проведем измерения для трех тел, которые ведут себя в воде по-разному, и заполним таблицу, используя гипотетические, но физически корректные данные.

Плотность пресной воды примем равной $ \rho_{воды} = 1 \, г/см^3 $.

Дано:

Тело 1 (плавает на поверхности, например, пробка):
Масса $ m_1 = 24 \, г $
Объём $ V_1 = 30 \, см^3 $

Тело 2 (плавает полностью погруженным, например, тело из парафина с утяжелителем):
Масса $ m_2 = 40 \, г $
Объём $ V_2 = 40 \, см^3 $

Тело 3 (тонет, например, стальной болт):
Масса $ m_3 = 78 \, г $
Объём $ V_3 = 10 \, см^3 $

Плотность воды: $ \rho_{воды} = 1 \, г/см^3 $

Найти:

1. Плотности тел $ \rho_1, \rho_2, \rho_3 $.
2. Сравнить плотности тел с плотностью воды.
3. Определить поведение каждого тела в воде и заполнить таблицу.
4. Сделать вывод об условиях плавания тел.

Решение:

Ход работы

1. Определяем среднюю плотность каждого тела по формуле: $ \rho = \frac{m}{V} $.

Для тела 1:
$ \rho_1 = \frac{m_1}{V_1} = \frac{24 \, г}{30 \, см^3} = 0.8 \, г/см^3 $.

Для тела 2:
$ \rho_2 = \frac{m_2}{V_2} = \frac{40 \, г}{40 \, см^3} = 1.0 \, г/см^3 $.

Для тела 3:
$ \rho_3 = \frac{m_3}{V_3} = \frac{78 \, г}{10 \, см^3} = 7.8 \, г/см^3 $.

2. Сравниваем плотность каждого тела с плотностью воды ($ \rho_{воды} = 1 \, г/см^3 $).

Для тела 1: $ \rho_1 < \rho_{воды} $ ($ 0.8 \, г/см^3 < 1 \, г/см^3 $).

Для тела 2: $ \rho_2 = \rho_{воды} $ ($ 1.0 \, г/см^3 = 1 \, г/см^3 $).

Для тела 3: $ \rho_3 > \rho_{воды} $ ($ 7.8 \, г/см^3 > 1 \, г/см^3 $).

3. Опускаем каждое тело в воду и наблюдаем за его поведением.

Тело 1 будет плавать на поверхности воды, погрузившись в нее частично.

Тело 2 будет плавать в толще воды, полностью погрузившись.

Тело 3 утонет и опустится на дно.

4. Заносим все результаты измерений, вычислений и наблюдений в таблицу.

Номер тела	Масса тела m, г	Объём тела V, см³	Плотность тела ρ, г/см³	Сравнение плотности тела с плотностью воды	Плавает ли тело и погружается ли при этом полностью?
1	24	30	0.8	$ \rho_{тела} < \rho_{воды} $	Плавает, погружается частично
2	40	40	1.0	$ \rho_{тела} = \rho_{воды} $	Плавает, погружается полностью
3	78	10	7.8	$ \rho_{тела} > \rho_{воды} $	Не плавает (тонет)

Ответ: Результаты измерений, вычислений и наблюдений представлены в таблице.

Вывод

В ходе выполнения лабораторной работы были экспериментально исследованы условия плавания тел в жидкости. На основе проведенных измерений и наблюдений можно сделать следующие выводы:

1. Если средняя плотность тела меньше плотности жидкости ($ \rho_{тела} < \rho_{жидкости} $), то тело плавает на поверхности жидкости, погрузившись в нее лишь частично.
2. Если средняя плотность тела равна плотности жидкости ($ \rho_{тела} = \rho_{жидкости} $), то тело может находиться в равновесии в любом месте внутри жидкости, то есть плавает, будучи полностью погруженным.
3. Если средняя плотность тела больше плотности жидкости ($ \rho_{тела} > \rho_{жидкости} $), то тело тонет.

Таким образом, поведение тела в жидкости определяется соотношением его средней плотности и плотности жидкости.

Ответ: Условием плавания тела является соотношение его средней плотности и плотности жидкости, в которую оно погружено. Тело плавает, если его плотность меньше или равна плотности жидкости, и тонет, если его плотность больше.