Номер 47.3, страница 75 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Ханнанова, Ханнанов

Закон Архимеда - номер 47.3, страница 75.

Условие.

Задание 47.3. В таблице приведены результаты экспериментов по изучению выталкивающей силы. Тела различной формы, изготовленные из разных материалов, опускали до полного погружения в сосуд с водой. В каждом опыте измеряли объём тела $\text{V}$, действующую на него архимедову силу $F_A$ и глубину погружения $\text{h}$ тела.

№ опыта	Форма тела	Материал	$\text{V}$, см$^{3}$	$F_A$, Н	$\text{h}$, см
1	Шар	Алюминий	30	0,3	10
2	Шар	Сталь	30	0,3	10
3	Шар	Алюминий	60	0,6	5
4	Куб	Сталь	15	0,15	5
5	Куб	Сталь	30	0,3	10

Выберите два правильных утверждения, которые можно сделать на основании приведённых измерений.

Архимедова сила

☐ не зависит от глубины погружения

☐ зависит от формы погружённого тела

☐ зависит от объёма погружённого тела

☐ не зависит от формы погружённого тела

☐ не зависит от материала тела

Решение.

Дано:

В таблице представлены результаты 5 экспериментов по изучению выталкивающей силы, действующей на полностью погружённые в воду тела.

Опыт 1: Шар, Алюминий, $V = 30 \text{ см}^3, F_A = 0.3 \text{ Н}, h = 10 \text{ см}$

Опыт 2: Шар, Сталь, $V = 30 \text{ см}^3, F_A = 0.3 \text{ Н}, h = 10 \text{ см}$

Опыт 3: Шар, Алюминий, $V = 60 \text{ см}^3, F_A = 0.6 \text{ Н}, h = 5 \text{ см}$

Опыт 4: Куб, Сталь, $V = 15 \text{ см}^3, F_A = 0.15 \text{ Н}, h = 5 \text{ см}$

Опыт 5: Куб, Сталь, $V = 30 \text{ см}^3, F_A = 0.3 \text{ Н}, h = 10 \text{ см}$

Перевод в СИ:

$1 \text{ см}^3 = (10^{-2} \text{ м})^3 = 10^{-6} \text{ м}^3$

$V_1 = 30 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3$

$V_2 = 30 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3$

$V_3 = 60 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3$

$V_4 = 15 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3$

$V_5 = 30 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3$

Найти:

Два правильных утверждения, которые можно сделать на основании приведённых измерений.

Решение:

Проанализируем каждое утверждение, используя данные из таблицы.

не зависит от глубины погружения

Чтобы проверить зависимость силы Архимеда от глубины погружения, нужно сравнить опыты, где все параметры, кроме глубины $\text{h}$, одинаковы. В таблице нет таких пар опытов. Например, в опытах 4 и 5 изменяются и глубина, и объём. Однако, во всех экспериментах отношение силы Архимеда к объёму тела постоянно: $F_A / V = 0.3/30 = 0.6/60 = 0.15/15 = 0.01 \text{ Н/см}^3$. Это говорит о том, что сила Архимеда зависит только от объёма, что косвенно подтверждает её независимость от глубины при полном погружении.

зависит от формы погружённого тела

Сравним опыты 2 и 5. В них используются тела из одного материала (сталь) с одинаковым объёмом ($V=30 \text{ см}^3$), но разной формы (шар и куб). Выталкивающая сила в обоих случаях одинакова и равна $0.3 \text{ Н}$. Так как при изменении формы сила не изменилась, данное утверждение неверно.

зависит от объёма погружённого тела

Сравним опыты 1 и 3. В них используются тела одинаковой формы (шар) из одного материала (алюминий). Объём в опыте 1 равен $30 \text{ см}^3$, а в опыте 3 — $60 \text{ см}^3$. Соответствующие силы Архимеда равны $0.3 \text{ Н}$ и $0.6 \text{ Н}$. При увеличении объёма в 2 раза сила также увеличилась в 2 раза. Это доказывает, что архимедова сила зависит от объёма погружённого тела. Данное утверждение верно.

не зависит от формы погружённого тела

Как показал анализ второго утверждения при сравнении опытов 2 (шар) и 5 (куб), при одинаковых объёме, материале и жидкости, но разной форме, архимедова сила одинакова ($0.3 \text{ Н}$). Это подтверждает, что сила Архимеда не зависит от формы погружённого тела. Данное утверждение верно.

не зависит от материала тела

Сравним опыты 1 и 2. В них используются тела одинаковой формы (шар) и объёма ($V=30 \text{ см}^3$), но из разных материалов (алюминий и сталь). Выталкивающая сила в обоих случаях одинакова и равна $0.3 \text{ Н}$. Это доказывает, что архимедова сила не зависит от материала, из которого сделано тело. Данное утверждение верно.

Таким образом, на основании данных таблицы можно сделать три верных вывода (3, 4 и 5). Так как необходимо выбрать два утверждения, выберем те, которые наиболее полно отражают свойства силы Архимеда и прямо следуют из экспериментальных данных.

Ответ:

Верными являются утверждения:

зависит от объёма погружённого тела

не зависит от формы погружённого тела