Номер 3, страница 168 - гдз по физике 7 класс учебник Закирова, Аширов

3. Рассмотрите рис. 163. Предложите варианты устройств или сооружений, действие которых основано на условии плавания тел.

Действие устройств и сооружений, подобных изображенному на рисунке, основано на условии плавания тел. Согласно закону Архимеда, на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила (сила Архимеда), направленная вертикально вверх и равная весу вытесненной жидкости или газа. Тело плавает, если эта выталкивающая сила уравновешивает силу тяжести, действующую на тело: $F_{А} = F_{тяж}$.
Для тела, плавающего на поверхности жидкости, это условие можно записать так:
$\rho_{ж} \cdot g \cdot V_{п.ч.} = m_{т} \cdot g$
где $\rho_{ж}$ – плотность жидкости, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, $V_{п.ч.}$ – объем погруженной части тела, а $m_{т}$ – масса тела.
Это условие выполняется, если средняя плотность тела меньше плотности жидкости, в которой оно находится. Плавучий дом на рисунке является наглядным примером такого сооружения.

Другие варианты устройств или сооружений, использующих этот принцип:
1. Суда. Любое судно, будь то лодка, корабль, баржа или плот, держится на воде благодаря силе Архимеда. Хотя корпус корабля сделан из стали, которая плотнее воды, он имеет полую конструкцию. За счет этого средняя плотность всего судна (с учетом внутреннего объема, заполненного воздухом) оказывается меньше плотности воды, что позволяет ему вытеснять объем воды, вес которого равен весу судна с грузом.
2. Подводная лодка. Это устройство может не только плавать на поверхности, но и погружаться на заданную глубину и всплывать. Это достигается за счет изменения средней плотности лодки. Для погружения специальные балластные цистерны заполняются водой, вес лодки увеличивается и становится больше выталкивающей силы. Для всплытия вода из цистерн вытесняется сжатым воздухом, средняя плотность уменьшается, и выталкивающая сила выталкивает лодку на поверхность.
3. Воздушный шар (аэростат) и дирижабль. Эти летательные аппараты плавают в воздухе, который является газом. Их оболочки наполняют газом, плотность которого меньше плотности воздуха (например, горячим воздухом или гелием). Возникающая выталкивающая сила со стороны атмосферы становится больше силы тяжести аппарата, и он поднимается.
4. Спасательные средства. Спасательные жилеты, круги и плоты изготавливаются из очень легких, плавучих материалов (например, пенопласта) или являются надувными. Они обладают большой собственной плавучестью и, будучи прикрепленными к человеку или грузу, обеспечивают достаточную выталкивающую силу, чтобы удержать их на поверхности воды.
5. Ареометр. Это прибор для измерения плотности жидкостей, действие которого полностью основано на законе Архимеда. Он представляет собой откалиброванный поплавок, который погружается в жидкость на глубину, зависящую от ее плотности. Чем плотнее жидкость, тем выше он плавает.
6. Понтоны и плавучие доки. Это плавучие платформы, которые служат основой для временных мостов, причалов, а также плавучих домов, подобных изображенному. Их плавучесть рассчитывается так, чтобы выдерживать вес не только самой конструкции, но и полезной нагрузки (людей, транспорта, оборудования).

Ответ: Примерами устройств и сооружений, действие которых основано на условии плавания тел, являются: суда (корабли, лодки), подводные лодки, воздушные шары и дирижабли, спасательные средства (жилеты, круги), ареометры, понтоны и плавучие сооружения (дома, доки).