Номер 10, страница 100 - гдз по физике 7 класс тренажёр Хмельницкая

Итоговая контрольная работа. Вариант 2 - номер 10, страница 100.

Условие.

10. Установите соответствие между двумя столбцами: к каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) $\rho_{\text{тела}} > \rho_{\text{ж}}$

Б) $\rho_{\text{тела}} = \rho_{\text{ж}}$

В) $\rho_{\text{тела}} < \rho_{\text{ж}}$

Г) $F_A > F_T$

1) тело тонет

2) тело всплывает

3) тело находится в равновесии

А	Б	В	Г

Решение.

Решение

Для установления соответствия проанализируем каждое условие из первого столбца, основываясь на законе Архимеда. Поведение тела в жидкости зависит от соотношения действующей на него силы тяжести $F_T$ и выталкивающей силы (силы Архимеда) $F_A$. Сила тяжести равна $F_T = m_{тела}g = \rho_{тела}V_{тела}g$, где $\rho_{тела}$ и $V_{тела}$ — плотность и объем тела. Сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости $F_A = \rho_{ж}gV_{погр}$, где $\rho_{ж}$ — плотность жидкости, а $V_{погр}$ — объем погруженной части тела. Максимальная выталкивающая сила достигается при полном погружении тела ($V_{погр} = V_{тела}$) и равна $F_{A,max} = \rho_{ж}gV_{тела}$.

А) $\rho_{тела} > \rho_{ж}$
В этом случае плотность тела больше плотности жидкости. Сравним силу тяжести с максимальной выталкивающей силой: $F_T = \rho_{тела}V_{тела}g$ и $F_{A,max} = \rho_{ж}gV_{тела}$. Поскольку $\rho_{тела} > \rho_{ж}$, то $F_T > F_{A,max}$. Это означает, что даже при полном погружении сила тяжести будет больше выталкивающей силы, и тело будет тонуть. Это соответствует утверждению 1).
Ответ: 1

Б) $\rho_{тела} = \rho_{ж}$
В этом случае плотность тела равна плотности жидкости. Тогда сила тяжести $F_T = \rho_{тела}V_{тела}g$ равна максимальной выталкивающей силе $F_{A,max} = \rho_{ж}gV_{тела}$. Равнодействующая сил, действующих на полностью погруженное тело, равна нулю. Это значит, что тело будет находиться в равновесии на любой глубине внутри жидкости. Это соответствует утверждению 3).
Ответ: 3

В) $\rho_{тела} < \rho_{ж}$
В этом случае плотность тела меньше плотности жидкости. Тогда сила тяжести $F_T = \rho_{тела}V_{тела}g$ будет меньше максимальной выталкивающей силы $F_{A,max} = \rho_{ж}gV_{тела}$. Если тело полностью погрузить в жидкость, то выталкивающая сила будет больше силы тяжести, и равнодействующая сила будет направлена вверх. Тело будет всплывать до тех пор, пока не достигнет положения равновесия на поверхности, когда выталкивающая сила, действующая на погруженную часть, не станет равной силе тяжести ($F_A = F_T$). Процесс подъема тела к поверхности называется всплытием. Это соответствует утверждению 2).
Ответ: 2

Г) $F_A > F_T$
Это условие означает, что выталкивающая сила, действующая на тело, больше силы тяжести. В этом случае равнодействующая всех сил направлена вертикально вверх, что заставляет тело двигаться с ускорением в этом направлении. То есть тело всплывает. Это соответствует утверждению 2).
Ответ: 2