Номер 497, страница 68 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Архимедова сила. Плавание тел. Плавание судов. Воздухоплавание - номер 497, страница 68.

Условие.

497. Одинаковая ли выталкивающая сила действует на водолаза (рис. 80) при погружении на разную глубину?

Рис. 80

Решение.

Решение

Выталкивающая сила, или сила Архимеда, действующая на тело, погруженное в жидкость, определяется по формуле:

$F_A = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_т$

где:
$F_A$ – выталкивающая сила,
$\rho_{ж}$ – плотность жидкости (в данном случае воды),
$\text{g}$ – ускорение свободного падения,
$V_т$ – объем погруженной части тела (в данном случае – полный объем водолаза и его снаряжения, так как он полностью находится под водой).

Из формулы видно, что выталкивающая сила не зависит напрямую от глубины погружения. Если бы водолаз и его снаряжение были абсолютно несжимаемыми, а плотность воды не менялась с глубиной, то выталкивающая сила была бы одинаковой на любой глубине.

Однако в реальности с увеличением глубины значительно возрастает давление воды. Это давление сжимает снаряжение водолаза (особенно элементы, содержащие воздух, например, складки костюма) и незначительно сжимает тело самого водолаза. В результате общий объем водолаза ($V_т$) немного уменьшается.

Так как выталкивающая сила прямо пропорциональна объему вытесненной воды ($V_т$), то при уменьшении этого объема выталкивающая сила также будет уменьшаться.

Таким образом, при погружении на большую глубину выталкивающая сила, действующая на водолаза, будет незначительно меньше, чем на меньшей глубине.

Ответ: Нет, выталкивающая сила не будет одинаковой. С увеличением глубины она будет незначительно уменьшаться. Это происходит потому, что с ростом глубины увеличивается давление воды, которое обжимает водолаза и его снаряжение, уменьшая их общий объем, а следовательно, и объем вытесняемой воды.