Номер 6, 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 6, страница 73.

Решение.

Дано

Сила Архимеда, действующая на полностью погруженное тело: $F_А = 30$ Н.

Сила тяжести, действующая на тело: $F_т = 10$ Н.

Найти:

Как будет вести себя тело в жидкости.

Решение

На тело, находящееся в жидкости, действуют две основные силы по вертикали: сила тяжести $F_т$, направленная вниз, и выталкивающая сила (сила Архимеда) $F_А$, направленная вверх.

Поведение тела в жидкости определяется соотношением этих двух сил.

1. Если сила тяжести больше силы Архимеда ($F_т > F_А$), тело будет тонуть.

2. Если сила тяжести равна силе Архимеда ($F_т = F_А$), тело будет плавать внутри жидкости на любой глубине.

3. Если сила тяжести меньше силы Архимеда ($F_т < F_А$), тело будет всплывать.

Сравним данные в задаче силы:

$F_А = 30$ Н

$F_т = 10$ Н

Мы видим, что выталкивающая сила больше силы тяжести: $30 \text{ Н} > 10 \text{ Н}$, то есть $F_А > F_т$.

Следовательно, равнодействующая сил, приложенных к телу, направлена вертикально вверх. Под действием этой силы тело начнёт двигаться вверх, то есть всплывать.

Когда тело достигнет поверхности жидкости, оно начнёт из неё выходить. При этом объём погружённой в жидкость части тела будет уменьшаться. Согласно закону Архимеда, выталкивающая сила прямо пропорциональна объёму погружённой части ($F_А = \rho_{жидкости} \cdot g \cdot V_{погружённой}$). Следовательно, по мере всплытия тела выталкивающая сила, действующая на него, будет уменьшаться.

Всплытие прекратится, когда выталкивающая сила уравновесит силу тяжести, то есть когда $F_А$ станет равной $10$ Н. В этот момент тело будет плавать на поверхности, частично погрузившись в жидкость.

Ответ: 3) Будет плавать на поверхности.