Номер 2, страница 69 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Самостоятельные работы. СР-38. Плавание тел. Вариант № 2 - номер 2, страница 69.

Решение.

Почему спасательные круги делают из пробки, а не из чугуна?

Способность тела плавать в жидкости определяется условием плавания тел, которое напрямую связано с соотношением плотностей тела и жидкости. Согласно закону Архимеда, на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила. Тело будет плавать на поверхности, если его средняя плотность меньше плотности жидкости.

Плотность пресной воды составляет примерно $ \rho_{воды} \approx 1000 \, кг/м^3 $.

Пробка — это лёгкий материал с очень низкой плотностью, около $ \rho_{пробки} \approx 240 \, кг/м^3 $. Поскольку плотность пробки значительно меньше плотности воды ($ \rho_{пробки} < \rho_{воды} $), она обладает высокой плавучестью. Это позволяет спасательному кругу из пробки не только держаться на воде, но и выдерживать вес тонущего человека.

Чугун, наоборот, является очень плотным металлом. Его плотность составляет $ \rho_{чугуна} \approx 7200 \, кг/м^3 $. Это более чем в 7 раз превышает плотность воды ($ \rho_{чугуна} > \rho_{воды} $). Поэтому любой предмет из сплошного чугуна немедленно утонет в воде и совершенно не подходит для изготовления спасательных средств.

Ответ: Спасательные круги делают из пробки, потому что плотность пробки значительно меньше плотности воды, что обеспечивает кругу отличную плавучесть. Чугун же намного плотнее воды, поэтому он тонет и не может использоваться для спасательных средств.

Можно ли использовать для этих целей алюминий?

Плотность алюминия составляет $ \rho_{алюминия} \approx 2700 \, кг/м^3 $. Это значение почти в три раза больше плотности воды ($ \rho_{алюминия} > \rho_{воды} $). Следовательно, спасательный круг, изготовленный из сплошного куска алюминия, так же, как и чугунный, утонет в воде.

Теоретически можно создать полый и герметичный спасательный круг из алюминия. За счёт воздуха внутри его средняя плотность могла бы стать меньше плотности воды, что позволило бы ему плавать. Однако на практике такое изделие было бы нецелесообразным по нескольким причинам. Во-первых, полая металлическая конструкция уязвима к повреждениям: при пробоине она наполнится водой и утонет. Во-вторых, алюминиевый круг был бы тяжёлым и жёстким, что создаёт риск травмировать спасаемого при броске. В-третьих, его производство было бы значительно дороже, чем производство кругов из современных вспененных полимеров, которые так же легки и плавучи, как пробка, но более долговечны.

Ответ: Нет, использовать алюминий для этих целей нельзя. Сплошной алюминиевый круг утонет, так как его плотность больше плотности воды. Полый алюминиевый круг, хоть и мог бы плавать, был бы непрактичным, дорогим и опасным в использовании.