Номер 557, страница 76 - 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 557, страница 76.

Условие.

557. Ученик провёл эксперимент по изучению выталкивающей силы, действующей на металлические тела, полностью погружённые в жидкость. Полученные результаты измерений объёма тел $\text{V}$, выталкивающей силы $F_A$ и глубины погружения $\text{h}$ приведены в таблице.

№ опыта	Металл	Форма тела	$\text{V}$, $\text{см}^3$	$F_A$, $\text{Н}$	$\text{h}$, $\text{см}$
1	Алюминий	Шар	20	0,2	10
2	Медь	Шар	20	0,2	10
3	Алюминий	Цилиндр	40	0,4	5
4	Медь	Цилиндр	10	0,1	5

Выберите два утверждения, которые соответствуют результатам эксперимента. Укажите их номера.

1) Выталкивающая сила не зависит от глубины погружения тела.

2) Выталкивающая сила зависит от объёма погружённого тела.

3) Выталкивающая сила зависит от формы погружённого тела.

4) Выталкивающая сила не зависит от металла, из которого сделано тело.

Решение.

Решение

Проанализируем каждое утверждение на основе данных, представленных в таблице, чтобы выбрать два, которые соответствуют результатам эксперимента.

1) Выталкивающая сила не зависит от глубины погружения тела.

Для проверки этого утверждения необходимо сравнить результаты двух опытов, в которых все параметры (объём, форма, материал), кроме глубины погружения, одинаковы. В представленной таблице таких пар опытов нет. Следовательно, на основании данных этого эксперимента сделать однозначный вывод о зависимости или независимости выталкивающей силы от глубины погружения нельзя.

2) Выталкивающая сила зависит от объёма погружённого тела.

Сравним опыты №3 и №4. В них используются тела одинаковой формы (цилиндр), погруженные на одинаковую глубину ($h=5$ см), но имеющие разный объём. Объём тела в опыте №3 ($V=40$ см³) в 4 раза больше объёма тела в опыте №4 ($V=10$ см³). При этом выталкивающая сила в опыте №3 ($F_A=0,4$ Н) также в 4 раза больше, чем в опыте №4 ($F_A=0,1$ Н). Это показывает прямую зависимость выталкивающей силы от объёма погруженного тела. Таким образом, утверждение верно.

3) Выталкивающая сила зависит от формы погружённого тела.

Для проверки этого утверждения нужно сравнить опыты с телами разной формы, но одинакового объёма и материала. Таких пар опытов в таблице нет. Однако можно заметить, что для всех четырех опытов отношение выталкивающей силы к объёму тела является постоянной величиной: ${F_A \over V} = {0,2 \text{ Н} \over 20 \text{ см}^3} = {0,4 \text{ Н} \over 40 \text{ см}^3} = {0,1 \text{ Н} \over 10 \text{ см}^3} = 0,01 \text{ Н/см}^3$. Эта зависимость, полученная из экспериментальных данных, не включает в себя форму тела, что говорит об отсутствии зависимости силы от формы. Следовательно, утверждение неверно.

4) Выталкивающая сила не зависит от металла, из которого сделано тело.

Сравним опыты №1 и №2. Тела в этих опытах имеют одинаковую форму (шар), одинаковый объём ($V=20$ см³) и погружены на одинаковую глубину ($h=10$ см). Единственное различие — материал (алюминий и медь). Выталкивающая сила в обоих случаях одинакова и равна $F_A=0,2$ Н. Это доказывает, что выталкивающая сила не зависит от материала, из которого сделано тело. Таким образом, утверждение верно.

Таким образом, верными утверждениями, соответствующими результатам эксперимента, являются 2 и 4.

Ответ: 24