Номер 2, страница 66 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Самостоятельные работы. СР-35. Действие жидкости и газа на погружённое в них тело. Вариант № 2 - номер 2, страница 66.

Решение.

При попытке погрузить мяч в воду чувствуется сопротивление, которое увеличивается по мере погружения. Если отпустить полностью погруженный в воду мяч, он с силой выскочит на поверхность.

Причиной этого является действие выталкивающей силы (силы Архимеда). Согласно закону Архимеда, на любое тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и равная по величине весу вытесненной телом жидкости. Она определяется по формуле:

$F_{А} = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{п}$

где $\rho_{ж}$ – плотность жидкости (воды), $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $V_{п}$ – объем погруженной в жидкость части тела.

На мяч также действует сила тяжести, направленная вниз: $F_{т} = m \cdot g$, где $\text{m}$ – масса мяча.

Так как обычный мяч (например, пляжный) наполнен воздухом, его средняя плотность (масса, деленная на объем) значительно меньше плотности воды. Поэтому, когда мяч полностью погружен в воду, действующая на него выталкивающая сила Архимеда ($F_{А}$) оказывается намного больше силы тяжести ($F_{т}$). Возникает результирующая сила, направленная вверх, которая и выталкивает мяч из воды.

Ответ: При погружении в воду мяч выталкивается на поверхность. Это происходит потому, что на него действует выталкивающая сила (сила Архимеда), которая больше силы тяжести, действующей на мяч, так как средняя плотность мяча с воздухом внутри меньше плотности воды.