Номер 2, страница 161 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

2. Чему равна выталкивающая сила согласно выводу из опыта Архимеда?

1. Какова причина возникновения выталкивающей силы?

Выталкивающая сила (или сила Архимеда) возникает, когда тело погружено в жидкость или газ. Причина её появления заключается в разности гидростатического давления, которое жидкость или газ оказывает на разные по глубине части тела.

Давление внутри жидкости или газа возрастает с увеличением глубины. Это происходит потому, что на нижние слои давит вес всех вышележащих слоев.

Рассмотрим тело, погруженное в жидкость.

• На верхнюю поверхность тела давит столб жидкости меньшей высоты, поэтому сила давления, направленная вниз, будет меньше.
• На нижнюю поверхность тела, находящуюся на большей глубине, давит столб жидкости большей высоты. Следовательно, сила давления, направленная вверх, будет больше.
• Силы давления, действующие на боковые поверхности тела на одинаковой глубине, уравновешивают друг друга.

Таким образом, равнодействующая всех сил давления, приложенных к поверхности тела со стороны жидкости, будет направлена вертикально вверх. Эта результирующая сила и является выталкивающей силой.

Ответ: Причиной возникновения выталкивающей силы является разность давлений жидкости (или газа) на нижнюю и верхнюю части погруженного тела, которая возникает из-за того, что гидростатическое давление увеличивается с глубиной.

2. Чему равна выталкивающая сила согласно выводу из опыта Архимеда?

Согласно закону Архимеда, который является выводом из его опытов, выталкивающая сила, действующая на тело, полностью или частично погруженное в жидкость или газ, равна весу того количества жидкости или газа, которое было вытеснено этим телом.

Это означает, что если измерить вес тела в воздухе ($P_{возд}$), а затем его вес при погружении в жидкость ($P_{ж}$), то разница этих весов будет равна выталкивающей силе $F_A$: $F_A = P_{возд} - P_{ж}$. Эта же сила, как показал опыт, в точности равна весу вытесненной жидкости $P_{выт.ж}$.

Математически это выражается формулой:

$F_A = P_{ж(г)}$

где $F_A$ — выталкивающая сила, а $P_{ж(г)}$ — вес вытесненной жидкости или газа.

Вес вытесненной жидкости (или газа) можно рассчитать по формуле $P = m \cdot g$, где $\text{m}$ - масса, а $\text{g}$ - ускорение свободного падения. Масса, в свою очередь, равна произведению плотности $\rho$ на объем $\text{V}$. Объединив эти формулы, получаем наиболее известную форму записи закона Архимеда:

$F_A = \rho_{ж(г)} \cdot g \cdot V_{п.ч.т.}$

где:
$\rho_{ж(г)}$ — плотность жидкости или газа, в которую погружено тело;
$\text{g}$ — ускорение свободного падения (приблизительно $9.8 \, м/с^2$);
$V_{п.ч.т.}$ — объем погруженной части тела (который равен объему вытесненной жидкости или газа).

Ответ: Выталкивающая сила равна весу жидкости или газа в объеме погруженной части тела. Расчетная формула: $F_A = \rho_{ж(г)} \cdot g \cdot V_{п.ч.т.}$.