Номер 9, страница 32 - гдз по физике 7 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. ТЗ-17. Архимедова сила. Плавание тел - номер 9, страница 32.

Условие.

9. Почему в реке с илистым дном мы вязнем больше на мелком месте, чем на глубоком?

Решение.

Решение

Это явление объясняется действием выталкивающей силы (силы Архимеда), которая зависит от объёма погружённой в жидкость части тела.

На человека, стоящего в воде, действуют две основные вертикальные силы: сила тяжести $F_g$, направленная вниз, и выталкивающая сила $F_A$, направленная вверх. Сила, с которой человек давит на дно, является разностью этих двух сил: $F_{давл} = F_g - F_A$.

Сила тяжести $F_g = mg$ (где $\text{m}$ — масса человека, $\text{g}$ — ускорение свободного падения) постоянна и не зависит от глубины.

Выталкивающая сила, согласно закону Архимеда, равна весу вытесненной жидкости: $F_A = \rho_{воды} g V_{погруж}$, где $\rho_{воды}$ — плотность воды, а $V_{погруж}$ — объём части тела, находящейся под водой.

1. На мелком месте: В воду погружена лишь небольшая часть тела (например, только ноги). Соответственно, объём погружённой части $V_{погруж}$ мал. Это означает, что выталкивающая сила $F_A$ также мала. В результате сила давления на дно $F_{давл}$ велика и близка к полному весу человека. Большое давление на мягкое илистое дно приводит к тому, что человек глубоко в него проваливается (вязнет).

2. На глубоком месте: Значительная часть тела погружена в воду (например, по пояс или по грудь). Объём погружённой части $V_{погруж}$ большой, следовательно, и выталкивающая сила $F_A$ значительно больше. Эта сила "поддерживает" человека, уменьшая его вес в воде. Сила давления на дно $F_{давл} = F_g - F_A$ становится существенно меньше. Из-за малой силы давления человек почти не проваливается в ил.

Таким образом, чем глубже мы заходим в воду, тем больше выталкивающая сила уменьшает наш вес и, соответственно, давление на дно.

Ответ: На мелком месте объём погружённой в воду части тела невелик, поэтому выталкивающая сила (сила Архимеда), действующая на человека, мала. Из-за этого человек давит на дно с силой, почти равной своему весу, и сильно вязнет в иле. На глубоком месте большая часть тела находится в воде, выталкивающая сила значительно возрастает, "облегчая" человека и уменьшая его давление на дно, поэтому он вязнет меньше.