Номер 482, 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 482, страница 59.

Решение.

Способность рыб подниматься и опускаться в воде, изменяя объем плавательного пузыря, объясняется законом Архимеда и связанным с ним условием плавания тел.

На рыбу в воде действуют две основные силы в вертикальном направлении: сила тяжести ($F_т = m \cdot g$), направленная вниз, и выталкивающая сила Архимеда ($F_А = \rho_в \cdot g \cdot V$), направленная вверх. Здесь $\text{m}$ – масса рыбы, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, $\rho_в$ – плотность воды, а $\text{V}$ – объем тела рыбы.

Поведение рыбы определяется соотношением этих двух сил. Если сила Архимеда больше силы тяжести ($F_А > F_т$), рыба всплывает. Если сила тяжести больше силы Архимеда ($F_т > F_А$), рыба тонет. При их равенстве ($F_А = F_т$) рыба может находиться в равновесии на любой глубине.

Плавательный пузырь позволяет рыбе изменять свой объем $\text{V}$, почти не меняя массу $\text{m}$.

Чтобы опуститься глубже, рыба сжимает плавательный пузырь. Ее общий объем $\text{V}$ уменьшается, что приводит к уменьшению выталкивающей силы $F_А$. Сила тяжести $F_т$ становится больше силы Архимеда ($F_т > F_А$), и рыба начинает погружаться.

Чтобы подняться к поверхности, рыба, наоборот, расширяет плавательный пузырь, увеличивая свой объем $\text{V}$. В результате выталкивающая сила $F_А$ возрастает и становится больше силы тяжести ($F_А > F_т$), что заставляет рыбу всплывать.

Таким образом, изменяя объем плавательного пузыря, рыба регулирует выталкивающую силу и контролирует свою плавучесть.

Ответ: Рыбы могут подниматься и опускаться в воде благодаря закону Архимеда. Сжимая или расширяя плавательный пузырь, они изменяют объем своего тела и, как следствие, величину действующей на них выталкивающей силы, что позволяет им контролировать свою глубину.