Номер 2, страница 68 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Самостоятельные работы. СР-37. Архимедова сила. Закон Архимеда. Вариант № 1 - номер 2, страница 68.

Решение.

Решение

Тело тонет в жидкости, когда его средняя плотность больше плотности жидкости. В данном случае картофелина тонет в пресной воде, следовательно, плотность картофелины ($ \rho_{к} $) больше плотности воды ($ \rho_{в} $):

$ \rho_{к} > \rho_{в} $

На картофелину, погруженную в воду, действуют две силы: направленная вертикально вниз сила тяжести ($ F_{т} $) и направленная вертикально вверх выталкивающая сила (сила Архимеда $ F_{А} $). Картофелина тонет, потому что сила тяжести, действующая на нее, превышает выталкивающую силу:

$ F_{т} > F_{А} $

Сила тяжести определяется как $ F_{т} = m_{к} \cdot g = \rho_{к} \cdot V_{к} \cdot g $, где $ m_{к} $, $ \rho_{к} $ и $ V_{к} $ – масса, плотность и объем картофелины соответственно. Выталкивающая сила равна $ F_{А} = \rho_{в} \cdot g \cdot V_{к} $.

Чтобы картофелина всплыла, необходимо создать условие, при котором выталкивающая сила будет больше или равна силе тяжести: $ F_{А} \ge F_{т} $. Это эквивалентно условию, при котором плотность жидкости ($ \rho_{ж} $) будет больше или равна плотности картофелины:

$ \rho_{ж} \ge \rho_{к} $

Поскольку изменить плотность самой картофелины практически невозможно, следует изменить плотность жидкости – воды. Плотность воды можно увеличить, растворив в ней какое-либо вещество, например, поваренную соль (NaCl). При растворении соли масса раствора увеличивается, а объем меняется незначительно, что ведет к увеличению плотности раствора.

Таким образом, если в воду, где находится картофелина, постепенно добавлять и растворять соль, плотность солевого раствора будет расти. В тот момент, когда плотность раствора сравняется с плотностью картофелины, она сможет плавать внутри жидкости. Если продолжить добавлять соль, плотность раствора станет еще выше, и картофелина всплывет на поверхность.

Ответ: Чтобы картофелина всплыла, необходимо увеличить плотность воды. Это можно сделать, растворив в воде достаточное количество соли.