Номер 6, страница 31 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. ТЗ-17. Архимедова сила. Плавание тел - номер 6, страница 31.

Условие.

6. а) На больших глубинах плотность воды больше, чем на поверхности. Изменяется ли и как выталкивающая сила, действующая на батискаф при его погружении в океане?

б) Одинаковая ли выталкивающая сила действует на человека, находящегося в воде в разных положениях (рис. 40)?

в) Одинаковая ли выталкивающая сила действует на водолаза при погружении на разную глубину (рис. 41)?

Рис. 40

Рис. 41

Решение.

а)

Решение

Выталкивающая сила, или сила Архимеда, рассчитывается по формуле $F_A = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{т}$, где $\rho_{ж}$ – плотность жидкости, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $V_{т}$ – объем погруженного тела. Батискаф при погружении находится полностью под водой, поэтому его объем $V_{т}$ можно считать постоянным. Ускорение свободного падения $\text{g}$ также практически не меняется. В условии сказано, что плотность воды $\rho_{ж}$ на больших глубинах больше, чем на поверхности. Поскольку выталкивающая сила $F_A$ прямо пропорциональна плотности жидкости $\rho_{ж}$, то с увеличением глубины плотность воды возрастает, что приводит к увеличению выталкивающей силы.

Ответ: Выталкивающая сила, действующая на батискаф, изменяется. При его погружении в океане она увеличивается, так как плотность воды на большой глубине больше, чем у поверхности.

б)

Решение

Выталкивающая сила зависит от объема погруженной в жидкость части тела ($F_A = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{т}$). На рисунке 40 человек показан в двух разных положениях. Когда человек плывет на поверхности, в воду погружена лишь часть его тела. Когда человек ныряет, он погружен в воду полностью. Следовательно, объем погруженной части тела при нырянии больше, чем при плавании на поверхности. Плотность воды и ускорение свободного падения в обоих случаях одинаковы. Поэтому выталкивающая сила будет больше в том случае, когда человек полностью погружен в воду, так как объем вытесненной им жидкости больше.

Ответ: Нет, выталкивающая сила не одинаковая. На человека, который ныряет, действует большая выталкивающая сила, так как объем его тела, погруженный в воду, больше.

в)

Решение

Согласно закону Архимеда, выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, не зависит от глубины погружения. Она определяется формулой $F_A = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{т}$. Водолаз на рисунке 41 полностью находится под водой, значит, объем его погруженной части $V_{т}$ постоянен. Плотность воды $\rho_{ж}$ и ускорение свободного падения $\text{g}$ на тех глубинах, на которые обычно погружаются водолазы, можно считать постоянными. Так как ни один из параметров, от которых зависит выталкивающая сила, не меняется, сама сила также остается постоянной при погружении на разную глубину.

Ответ: Да, выталкивающая сила, действующая на полностью погруженного водолаза, одинакова на разной глубине, так как она зависит от объема тела и плотности жидкости, а не от глубины погружения.