Номер 27.8, страница 95 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 27. Закон Архимеда. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 27.8, страница 95.

27.8 [н] На уроке физики ученик дал такое определение закона Архимеда: «Выталкивающая сила, действующая на погружённое в жидкость (или газ) тело, равна весу жидкости (или газа), вытесненной этим телом». Что бы вы добавили к этому определению?

Решение

Определение, которое дал ученик, является классической и в целом верной формулировкой закона Архимеда. Однако для более полного и строгого понимания этого физического закона его можно дополнить несколькими важными уточнениями.

1. Направление силы
В определении используется термин «выталкивающая сила», который интуитивно понятен, но для физической строгости необходимо явно указать направление действия этой силы. Следует добавить, что сила Архимеда направлена вертикально вверх, то есть противоположно силе тяжести, действующей на тело. Это является фундаментальным свойством, объясняющим, почему тела в жидкости или газе теряют в весе или даже плавают.

2. Уточнение объема
Формулировка «весу жидкости..., вытесненной этим телом» корректна, но ее можно конкретизировать. Объем вытесненной жидкости равен объему погруженной части тела. Это уточнение особенно важно для плавающих тел, которые погружены в жидкость лишь частично. Для полностью погруженного тела объем вытесненной жидкости равен всему объему тела. Таким образом, формула для расчета силы Архимеда $F_A$ имеет вид: $F_A = \rho_ж g V_п$, где $\rho_ж$ – плотность жидкости или газа, $g$ – ускорение свободного падения, а $V_п$ – объем погруженной части тела.

3. Причина возникновения силы
Для более глубокого понимания закона можно было бы добавить объяснение физической причины возникновения выталкивающей силы. Она возникает из-за того, что давление внутри жидкости или газа увеличивается с глубиной. Вследствие этого сила давления, действующая на нижнюю поверхность погруженного тела, оказывается больше, чем сила давления, действующая на его верхнюю поверхность. Разность этих сил и создает результирующую выталкивающую силу, направленную вверх.

Ответ: К приведенному определению стоит добавить, что выталкивающая сила направлена вертикально вверх. Также полезно уточнить, что ее величина определяется весом жидкости в объеме погруженной части тела, и объяснить, что причиной возникновения этой силы является разность давлений жидкости на разных глубинах.