Номер 6, страница 79 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Контрольная работа 3. Вариант № 4 - номер 6, страница 79.

Решение.

Дано:

Плотность воды: $ρ_{воды} = 1000 \text{ кг/м}^3$

Плотность свинца: $ρ_{свинца} = 11300 \text{ кг/м}^3$

Найти:

Что будет происходить со свинцовым шариком, помещенным в воду.

Решение:

Поведение тела, погруженного в жидкость, определяется соотношением плотности тела ($ρ_{тела}$) и плотности жидкости ($ρ_{жидкости}$). Существует три основных условия плавания тел:

1. Если плотность тела больше плотности жидкости ($ρ_{тела} > ρ_{жидкости}$), то тело тонет.

2. Если плотность тела равна плотности жидкости ($ρ_{тела} = ρ_{жидкости}$), то тело будет плавать внутри жидкости на любой глубине (находится в состоянии безразличного равновесия).

3. Если плотность тела меньше плотности жидкости ($ρ_{тела} < ρ_{жидкости}$), то тело всплывает и будет плавать на поверхности.

В данной задаче мы имеем свинцовый шарик, помещенный в воду. Сравним их плотности:

$ρ_{свинца} = 11300 \text{ кг/м}^3$

$ρ_{воды} = 1000 \text{ кг/м}^3$

Поскольку $11300 > 1000$, то плотность свинца больше плотности воды: $ρ_{свинца} > ρ_{воды}$.

Это соответствует первому условию плавания тел. Следовательно, свинцовый шарик опустится на дно. Важно отметить, что этот вывод не зависит от объема шарика, так как условие плавания определяется исключительно соотношением плотностей.

Также это можно объяснить через сравнение сил, действующих на шарик в воде. На шарик действуют сила тяжести $F_т$, направленная вниз, и выталкивающая сила Архимеда $F_А$, направленная вверх.

Сила тяжести: $F_т = m_{ш}g = ρ_{свинца} \cdot V_{ш} \cdot g$.

Сила Архимеда (при полном погружении): $F_А = ρ_{воды} \cdot g \cdot V_{ш}$.

Поскольку $ρ_{свинца} > ρ_{воды}$, то и сила тяжести будет больше выталкивающей силы ($F_т > F_А$). Равнодействующая этих сил будет направлена вниз, что и заставит шарик тонуть.

Таким образом, из предложенных вариантов правильным является первый.

Ответ: 1) Опустится на дно.