Номер 4, страница 57 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

Какая сила действует на чайник?

На чайник, подвешенный на крючке пружинных весов, действует сила тяжести. Эта сила обусловлена притяжением чайника (вместе с находящейся в нем водой) к Земле и направлена вертикально вниз. Пружинные весы (динамометр) растягиваются под действием этой силы и измеряют её величину, которую называют весом. В состоянии покоя вес тела численно равен действующей на него силе тяжести.

Для определения численного значения этой силы необходимо рассчитать общую массу чайника с водой. Так как масса пустого чайника не указана, мы можем точно рассчитать только вес налитой в него воды.

Дано:

Объем воды, $V = 1$ л

Плотность пресной воды (справочное значение), $ρ ≈ 1000$ кг/м³

Ускорение свободного падения, $g ≈ 9.8$ Н/кг

Перевод в СИ:

Объем $V = 1 \text{ л} = 1 \text{ дм}^3 = 0.001 \text{ м}^3$

Найти:

Силу тяжести, $P - ?$

Решение:

1. Сила тяжести (и равный ей в данном случае вес) вычисляется по формуле: $P = m \cdot g$, где $\text{m}$ — масса тела, а $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

2. Общая масса $\text{m}$ равна сумме массы воды $m_в$ и массы пустого чайника $m_ч$: $m = m_в + m_ч$.

3. Вычислим массу воды, зная её объём и плотность, по формуле $m_в = ρ \cdot V$:

$m_в = 1000 \text{ кг/м}^3 \cdot 0.001 \text{ м}^3 = 1 \text{ кг}$

4. Теперь рассчитаем силу тяжести, действующую только на 1 кг воды:

$P_в = m_в \cdot g = 1 \text{ кг} \cdot 9.8 \text{ Н/кг} = 9.8 \text{ Н}$

5. Полная сила, которую измерят весы, будет равна весу чайника с водой: $P = P_в + P_ч = 9.8 \text{ Н} + m_ч \cdot g$. Так как масса чайника $m_ч$ неизвестна, точное значение силы определить нельзя. Можно лишь утверждать, что показания весов будут больше 9.8 Н.

Ответ: На чайник действует сила тяжести (вес чайника с водой). Вес налитой воды составляет $9.8$ Н. Общая сила, действующая на чайник и измеряемая весами, будет больше этого значения на величину веса самого чайника.

Какие тела взаимодействуют в этом опыте?

В этом опыте можно выделить несколько ключевых взаимодействий между физическими телами:

1. Чайник с водой и Земля: между ними существует гравитационное взаимодействие, которое проявляется в виде силы тяжести, действующей на чайник с водой.

2. Чайник и пружинные весы: чайник своим весом растягивает пружину весов, в то время как весы (за счёт силы упругости) удерживают чайник от падения.

3. Пружинные весы и опора: весы, в свою очередь, подвешены к какой-либо опоре (например, к крюку в стене или руке экспериментатора) и передают на неё свой вес вместе с весом чайника.

4. Вода и чайник: вода давит на дно и стенки чайника, а чайник является для воды опорой и сосудом.

Ответ: Основные взаимодействующие тела в опыте: чайник с водой, Земля, пружинные весы и их опора.