Номер 1, страница 70 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Самостоятельные работы. СР-39. Плавание судов. Вариант № 2 - номер 1, страница 70.

Решение.

1. Решение

Малая осадка надувной лодки объясняется законом Архимеда и её конструктивными особенностями, а именно очень низкой средней плотностью.

Согласно закону Архимеда, для того чтобы тело плавало на поверхности жидкости, действующая на него выталкивающая сила (сила Архимеда $F_A$) должна быть равна силе тяжести ($F_g$), действующей на тело. Условие плавания записывается как: $F_A = F_g$.

Сила Архимеда равна весу жидкости, вытесненной погруженной частью тела: $F_A = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{погр}$, где $\rho_{ж}$ — плотность жидкости (воды), $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $V_{погр}$ — объём погружённой части тела. Сила тяжести, в свою очередь, равна $F_g = m_{лодки} \cdot g$, где $m_{лодки}$ — масса лодки.

Приравнивая эти силы для условия плавания, получаем: $\rho_{ж} \cdot g \cdot V_{погр} = m_{лодки} \cdot g$. Сократив $\text{g}$, находим объём погружённой части: $V_{погр} = \frac{m_{лодки}}{\rho_{ж}}$.

Надувная лодка состоит из лёгкой оболочки (например, из ПВХ) и большого объёма воздуха. Воздух имеет ничтожно малую массу по сравнению с объёмом, который он занимает. Поэтому общая масса лодки ($m_{лодки}$) очень мала. Из формулы выше видно, что чем меньше масса лодки, тем меньший объём воды ($V_{погр}$) ей необходимо вытеснить, чтобы оставаться на плаву.

Малый объём погружённой части означает, что лодка погружается в воду на небольшую глубину. Эта глубина и есть осадка. Таким образом, малая масса при большом объёме обеспечивает надувной лодке малую осадку.

Ответ: Надувная лодка имеет малую осадку, так как она обладает очень малой массой по сравнению со своим большим объёмом. Согласно закону Архимеда, для плавания ей необходимо вытеснить объём воды, вес которого равен её собственному весу. Поскольку вес лодки мал, объём вытесненной воды также мал, что и соответствует небольшой глубине погружения (осадке).