Номер 5, страница 117 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Перышкин

Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 52. Плавание тел - номер 5, страница 117.

Решение.

2. Больше плотность жидкости на правом рисунке (см. учебник), потому что тело погружено в жидкость на меньшую часть своего объема.

Поскольку в обоих случаях тело плавает, это означает, что действующая на него сила тяжести уравновешена архимедовой (выталкивающей) силой. Сила тяжести, действующая на одно и то же тело, одинакова в обоих случаях. Следовательно, и архимедовы силы, действующие на тело в обеих жидкостях, равны. Архимедова сила определяется по формуле $F_A = \rho_ж g V_п$, где $\rho_ж$ — плотность жидкости, а $V_п$ — объем погруженной части тела. Так как $F_A$ одинакова, а на правом рисунке объем погруженной части $V_п$ меньше, то плотность жидкости $\rho_ж$ на правом рисунке должна быть больше.

Сила тяжести на левом рисунке = силы(-е) тяжести на правом рисунке.

Архимедова сила на правом рисунке = архимедовой силы(-е) на левом рисунке.

Ответ: Плотность жидкости больше на правом рисунке, так как тело погружено на меньший объем. Силы тяжести равны. Архимедовы силы равны.

3(4). В ртути будут плавать тела, сделанные из большинства металлов (например, сталь, свинец, алюминий, медь), дерева, стекла, так как их плотность меньше плотности ртути ($\rho_{ртути} \approx 13600 \text{ кг/м}^3$).

Условие плавания тела в жидкости: плотность тела меньше плотности жидкости ($\rho_т < \rho_ж$).

В ртути будут тонуть тела, сделанные из материалов, плотность которых больше плотности ртути, например, из золота ($\rho_{золота} \approx 19300 \text{ кг/м}^3$), платины ($\rho_{платины} \approx 21450 \text{ кг/м}^3$) или осмия ($\rho_{осмия} \approx 22600 \text{ кг/м}^3$).

Ответ: В ртути будут плавать тела, сделанные из стали, свинца, алюминия. В ртути будут тонуть тела, сделанные из золота, платины, осмия.

4(5). Лёд в бензине будет тонуть, в керосине будет тонуть, в глицерине (его плотность 1260 кг/м³) будет плавать.

Для определения поведения льда в жидкостях сравним их плотности. Плотность льда $\rho_{льда} \approx 917 \text{ кг/м}^3$.

• Плотность бензина $\rho_{бензина} \approx 710-770 \text{ кг/м}^3$. Поскольку $\rho_{льда} > \rho_{бензина}$, лёд в бензине утонет.
• Плотность керосина $\rho_{керосина} \approx 780-810 \text{ кг/м}^3$. Поскольку $\rho_{льда} > \rho_{керосина}$, лёд в керосине утонет.
• Плотность глицерина $\rho_{глицерина} = 1260 \text{ кг/м}^3$. Поскольку $\rho_{льда} < \rho_{глицерина}$, лёд в глицерине будет плавать.

Ответ: тонуть, тонуть, плавать.

5(6). Изобразите графически силы, действующие на тело, плавающее на воде; всплывающее на поверхность воды; тонущее в воде.

На тело в жидкости действуют две основные силы: сила тяжести ($F_{тяж}$), направленная вертикально вниз, и архимедова сила ($F_A$), направленная вертикально вверх.

Тело плавает	Тело тонет	Тело всплывает
Сила тяжести равна архимедовой силе: $F_{тяж} = F_A$	Сила тяжести больше архимедовой силы: $F_{тяж} > F_A$	Архимедова сила больше силы тяжести: $F_A > F_{тяж}$
тяжFA	тяжFA	тяжFA

Ответ: Рисунки с изображением сил представлены выше.

6(7). В каком порядке расположатся в одном сосуде три несмешивающиеся между собой жидкости: вода, керосин и ртуть? Сделайте соответствующий рисунок и объясните его.

Несмешивающиеся жидкости располагаются в сосуде слоями в соответствии с их плотностью: чем больше плотность жидкости, тем ниже она будет находиться. Сравним плотности данных жидкостей:

• Плотность ртути: $\rho_{ртути} \approx 13600 \text{ кг/м}^3$.
• Плотность воды: $\rho_{воды} \approx 1000 \text{ кг/м}^3$.
• Плотность керосина: $\rho_{керосина} \approx 800 \text{ кг/м}^3$.

Поскольку $\rho_{керосина} < \rho_{воды} < \rho_{ртути}$, то жидкости расположатся в следующем порядке (сверху вниз): керосин, вода, ртуть.

Ответ: Снизу вверх: ртуть, вода, керосин. Рисунок представлен выше.

7(8). Как в сосуде, содержащем воду, керосин и ртуть, расположатся три сплошных шарика: пробковый, парафиновый и стальной? Ответ обоснуйте. Сделайте рисунок.

Расположение шариков зависит от соотношения их плотности с плотностями жидкостей. Жидкости в сосуде расположены слоями (снизу вверх): ртуть, вода, керосин.

Плотности материалов шариков:

• Пробка: $\rho_{пробки} \approx 240 \text{ кг/м}^3$.
• Парафин: $\rho_{парафина} \approx 900 \text{ кг/м}^3$.
• Сталь: $\rho_{стали} \approx 7850 \text{ кг/м}^3$.

Определим положение каждого шарика:

1. Пробковый шарик: Его плотность ($\approx 240 \text{ кг/м}^3$) меньше плотности всех трех жидкостей, включая самую легкую - керосин ($\approx 800 \text{ кг/м}^3$). Поэтому пробковый шарик будет плавать на поверхности самого верхнего слоя - керосина.
2. Парафиновый шарик: Его плотность ($\approx 900 \text{ кг/м}^3$) больше плотности керосина, поэтому он утонет в керосине. Однако его плотность меньше плотности воды ($\approx 1000 \text{ кг/м}^3$), поэтому он будет плавать на поверхности воды. Шарик расположится на границе раздела керосина и воды.
3. Стальной шарик: Его плотность ($\approx 7850 \text{ кг/м}^3$) больше плотности керосина и воды, поэтому он утонет в этих жидкостях. Однако его плотность меньше плотности ртути ($\approx 13600 \text{ кг/м}^3$), поэтому он будет плавать на поверхности ртути. Шарик расположится на границе раздела воды и ртути.

Ответ: Пробковый шарик будет плавать на поверхности керосина; парафиновый — на границе керосина и воды; стальной — на границе воды и ртути.