Номер 478, страница 59 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. 21. Действие жидкости и газа на погружённое в них тело. Архимедова сила. Закон Архимеда. Плавание тел. Воздухоплавание - номер 478, страница 59.

Решение.

Решение

На тело, погруженное в жидкость, действуют две основные силы, направленные по вертикали: сила тяжести и выталкивающая сила (сила Архимеда).

Сила тяжести ($F_т$) направлена вертикально вниз. Она обусловлена притяжением тела к Земле и рассчитывается по формуле $F_т = mg$, где $\text{m}$ – масса тела, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения. Эта сила приложена к центру масс тела.

Выталкивающая сила ($F_A$), или сила Архимеда, направлена вертикально вверх. Она возникает из-за разности давлений жидкости на разных глубинах. Ее величина равна весу жидкости в объеме, вытесненном телом: $F_A = \rho_ж g V_т$, где $\rho_ж$ – плотность жидкости, а $V_т$ – объем погруженной части тела.

Тело тонет в том случае, если сила тяжести, действующая на него, по своей величине превосходит выталкивающую силу. Это условие записывается в виде неравенства:

$F_т > F_A$

Это также означает, что средняя плотность тела больше плотности жидкости ($ρ_т > ρ_ж$).

Чтобы изобразить эти силы стрелками в масштабе, необходимо выполнить следующее. От центра тела (для однородного тела) нарисовать две стрелки, направленные по одной вертикальной прямой в противоположные стороны. Стрелка, изображающая силу тяжести ($F_т$), должна быть направлена вниз. Стрелка, изображающая выталкивающую силу ($F_A$), должна быть направлена вверх. Поскольку тело тонет, длина стрелки силы тяжести должна быть больше длины стрелки выталкивающей силы.

Ответ: На тонущее тело действуют две силы: направленная вниз сила тяжести ($F_т$) и направленная вверх выталкивающая сила ($F_A$). При их графическом изображении стрелка, соответствующая силе тяжести, должна быть длиннее стрелки, соответствующей выталкивающей силе ($F_т > F_A$).