Номер 506, страница 69 - 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 506, страница 69.

Условие.

506. а) В какой жидкости тонет лёд, в какой плавает железо? б) Потонет ли железная гайка в сосуде с ртутью?

Решение.

Дано:

Плотность льда: $ρ_{льда} \approx 917 \text{ кг/м³}$

Плотность железа: $ρ_{железа} \approx 7800 \text{ кг/м³}$

Плотность ртути: $ρ_{ртути} \approx 13600 \text{ кг/м³}$

Плотность спирта: $ρ_{спирта} \approx 800 \text{ кг/м³}$

Плотность керосина: $ρ_{керосина} \approx 800 \text{ кг/м³}$

Найти:

а) В какой жидкости тонет лёд, в какой плавает железо?

б) Потонет ли железная гайка в сосуде с ртутью?

Решение:

Условие плавания тел гласит: тело тонет в жидкости, если его плотность больше плотности жидкости ($ρ_{тела} > ρ_{жидкости}$), и плавает, если его плотность меньше плотности жидкости ($ρ_{тела} < ρ_{жидкости}$).

а)

В какой жидкости тонет лёд?
Плотность льда $ρ_{льда} \approx 917 \text{ кг/м³}$. Чтобы лёд утонул, плотность жидкости должна быть меньше плотности льда, то есть $ρ_{жидкости} < 917 \text{ кг/м³}$. Примерами таких жидкостей могут служить спирт ($ρ_{спирта} \approx 800 \text{ кг/м³}$) или керосин ($ρ_{керосина} \approx 800 \text{ кг/м³}$).

В какой жидкости плавает железо?
Плотность железа $ρ_{железа} \approx 7800 \text{ кг/м³}$. Чтобы железо плавало, плотность жидкости должна быть больше плотности железа, то есть $ρ_{жидкости} > 7800 \text{ кг/м³}$. Таким свойством обладает ртуть, плотность которой $ρ_{ртути} \approx 13600 \text{ кг/м³}$.

Ответ: Лёд тонет в жидкостях с плотностью меньше 917 кг/м³, например, в спирте или керосине. Железо плавает в жидкостях с плотностью больше 7800 кг/м³, например, в ртути.

б)

Для ответа на этот вопрос необходимо сравнить плотность материала гайки (железо) с плотностью жидкости (ртуть).
Плотность железа $ρ_{железа} \approx 7800 \text{ кг/м³}$.
Плотность ртути $ρ_{ртути} \approx 13600 \text{ кг/м³}$.

Так как $ρ_{железа} < ρ_{ртути}$ ($7800 \text{ кг/м³} < 13600 \text{ кг/м³}$), то, согласно условию плавания тел, железная гайка будет плавать в ртути, а не тонуть.

Ответ: Нет, железная гайка в сосуде с ртутью не потонет, она будет плавать на её поверхности.