Номер 5, страница 73 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Контрольная работа 3. Вариант № 1 - номер 5, страница 73.

Решение.

Дано:

Объём аэростата: $V = 1000 \text{ м³}$

Плотность гелия: $\rho_{гелия} = 0.18 \text{ кг/м³}$

Плотность воздуха: $\rho_{воздуха} = 1.29 \text{ кг/м³}$

Ускорение свободного падения: $g \approx 10 \text{ м/с²}$

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

Выталкивающую силу (силу Архимеда): $F_А - ?$

Решение:

На аэростат, как и на любое тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, называемая силой Архимеда. Эта сила направлена вертикально вверх и равна весу вытесненного телом газа (в данном случае воздуха).

Сила Архимеда рассчитывается по формуле:

$F_А = \rho_{газа} \cdot g \cdot V_{тела}$

где $\rho_{газа}$ — плотность окружающего газа (воздуха), $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $V_{тела}$ — объём тела, погруженного в газ (в нашем случае это полный объём аэростата).

Плотность гелия, которым заполнен аэростат, необходима для расчета его веса и подъемной силы, но для определения выталкивающей силы она не требуется. Для расчета нам нужна плотность воздуха.

Подставим известные значения в формулу:

$F_А = 1.29 \text{ кг/м³} \cdot 10 \text{ м/с²} \cdot 1000 \text{ м³} = 12900 \text{ Н}$

Переведем результат из ньютонов (Н) в килоньютоны (кН), зная, что $1 \text{ кН} = 1000 \text{ Н}$:

$F_А = \frac{12900 \text{ Н}}{1000} = 12.9 \text{ кН}$

Сравнивая полученный результат с предложенными вариантами, видим, что он соответствует варианту 3).

Ответ: Выталкивающая сила, действующая на аэростат, равна 12,9 кН, что соответствует варианту ответа 3).