Номер 4, страница 58 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 2. Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел. Параграф 14. Плавание судов. Воздухоплавание. Вопросы для самопроверки - номер 4, страница 58.

Условие.

4. Что называют грузоподъёмностью судна?

Решение.

4. Решение

Грузоподъёмностью судна называют максимальную массу груза, которую судно может безопасно принять на борт. Это понятие основано на законе Архимеда и принципе плавучести тел.

На любое судно, находящееся на воде, действуют две основные силы: сила тяжести $\text{P}$, направленная вертикально вниз, и выталкивающая (архимедова) сила $F_A$, направленная вертикально вверх. Сила тяжести равна суммарному весу судна, груза, топлива, экипажа и т.д. Выталкивающая сила равна весу воды, вытесненной погружённой частью корпуса судна. Судно плавает, когда эти силы уравновешены, то есть $P = F_A$.

Выталкивающая сила определяется по формуле: $F_A = \rho_в \cdot g \cdot V_{погр}$, где $\rho_в$ — плотность воды, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $V_{погр}$ — объём погружённой части судна. Чем больше судно нагружено, тем глубже оно садится в воду (увеличивается его осадка), тем самым увеличивая объём $V_{погр}$ и, следовательно, выталкивающую силу, которая компенсирует возросший вес.

Однако погружать судно можно только до определённого уровня, отмеченного на корпусе специальной линией — грузовой маркой (ватерлинией). Погружение ниже этой линии опасно для плавания. Вес максимального объёма воды, который судно вытесняет при погружении до грузовой марки, называется его полным водоизмещением. Этот вес равен максимальной силе тяжести, которую может уравновесить выталкивающая сила.

Грузоподъёмность судна — это разница между его полным водоизмещением и весом судна в порожнем состоянии (т.е. весом самого корпуса, механизмов, оборудования и запасов, но без груза). В единицах массы грузоподъёмность рассчитывается как:
$m_{грузоподъёмность} = m_{водоизмещение} - m_{судна\_порожнего}$

Ответ: Грузоподъёмностью судна называют максимальную массу полезного груза, которую судно может принять на борт. Она равна разности между полным водоизмещением судна (массой воды, вытесняемой судном при погружении до грузовой ватерлинии) и массой самого порожнего судна.