Номер 27.6, страница 95 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 27. Закон Архимеда. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 27.6, страница 95.

27.6 [608] Свинцовая дробинка опускается с постоянной скоростью на дно сосуда, наполненного маслом. Какие силы действуют на дробинку?

Решение

На свинцовую дробинку, опускающуюся с постоянной скоростью в сосуде с маслом, действуют следующие силы:

1. Сила тяжести ($F_т$). Эта сила обусловлена притяжением дробинки к Земле. Она всегда направлена вертикально вниз к центру Земли. Рассчитывается по формуле $F_т = mg$, где $m$ – масса дробинки.

2. Выталкивающая сила (сила Архимеда, $F_А$). Поскольку дробинка погружена в жидкость (масло), на нее действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх. По закону Архимеда, ее величина равна весу масла в объеме, занимаемом дробинкой: $F_А = \rho_{масла}gV$, где $\rho_{масла}$ – плотность масла, а $V$ – объем дробинки.

3. Сила сопротивления среды ($F_с$). При движении тела в вязкой среде, какой является масло, возникает сила сопротивления, которая препятствует этому движению. Эта сила направлена в сторону, противоположную вектору скорости. Так как дробинка опускается вниз, сила сопротивления направлена вертикально вверх.

Согласно условию задачи, дробинка движется с постоянной скоростью. По первому закону Ньютона, это означает, что ускорение дробинки равно нулю ($a = 0$), а следовательно, векторная сумма всех действующих на нее сил также равна нулю. В проекции на вертикальную ось силы, направленные вверх, уравновешивают силу, направленную вниз:

$F_т = F_А + F_с$

Таким образом, сила тяжести, действующая на дробинку, уравновешивается суммой выталкивающей силы и силы сопротивления среды.

Ответ: на дробинку действуют три силы: сила тяжести (направлена вертикально вниз), выталкивающая сила или сила Архимеда (направлена вертикально вверх) и сила сопротивления среды (направлена вертикально вверх).