Номер №10, страница 220 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Лабораторные работы - номер №10, страница 220.

Условие.

Решение.

1) Чему равна выталкивающая сила, действующая на тело, полностью погруженное в воду?

Выталкивающая (архимедова) сила, действующая на тело, полностью погруженное в воду, может быть определена двумя способами: экспериментально и теоретически.

Экспериментально, согласно указаниям к лабораторной работе, выталкивающая сила $F_А$ равна разности между весом тела в воздухе $P_0$ и его весом в воде $\text{P}$. Вес тела в воде (жидкости) называют кажущимся весом.

$$F_А = P_0 - P$$

Теоретически, согласно закону Архимеда, выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости в объеме этого тела. Для тела, полностью погруженного в жидкость, объем вытесненной жидкости равен объему всего тела $V_{тела}$. Тогда выталкивающая сила вычисляется по формуле:

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

где $\rho_{ж}$ – плотность жидкости (в данном случае воды), $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $V_{тела}$ – объем тела.

Ответ: Выталкивающая сила, действующая на тело, полностью погруженное в воду, равна разности веса тела в воздухе и веса тела в воде ($F_А = P_0 - P$), что соответствует весу воды в объеме, равном объему всего тела ($F_А = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{тела}$).

2) Чему равна выталкивающая сила, действующая на тело, частично погруженное в воду?

Аналогично первому случаю, выталкивающая сила для частично погруженного тела определяется как разность его веса в воздухе $P_0$ и его кажущегося веса $\text{P}$ при частичном погружении.

$$F_А = P_0 - P$$

По закону Архимеда, выталкивающая сила и в этом случае равна весу вытесненной жидкости. Однако, поскольку тело погружено лишь частично, объем вытесненной жидкости равен объему не всего тела, а только его погруженной части $V_{погр}$. Формула для расчета будет выглядеть так:

$$F_А = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{погр}$$

где $V_{погр}$ – объем погруженной в жидкость части тела.

Ответ: Выталкивающая сила, действующая на тело, частично погруженное в воду, равна разности веса тела в воздухе и его веса при частичном погружении в воду, что соответствует весу воды в объеме, равном объему погруженной части тела ($F_А = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{погр}$).

3) Как зависит выталкивающая сила от объёма погруженной части тела?

Зависимость выталкивающей силы от объёма погруженной части тела можно увидеть из формулы закона Архимеда:

$$F_А = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{погр}$$

В этой формуле плотность жидкости $\rho_{ж}$ и ускорение свободного падения $\text{g}$ являются постоянными величинами (в рамках одного опыта в одной и той же жидкости). Следовательно, выталкивающая сила $F_А$ прямо пропорциональна объему погруженной части тела $V_{погр}$.

Это означает, что чем больше объем погруженной части тела, тем больше действующая на него выталкивающая сила. Если увеличить объем погруженной части в несколько раз, то и выталкивающая сила увеличится во столько же раз. Эта зависимость является линейной.

Ответ: Выталкивающая сила прямо пропорциональна объёму погруженной части тела. С увеличением объёма погруженной части тела выталкивающая сила линейно увеличивается.