Номер 33, страница 65, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 3. Давление. Закон Архимеда и плавание тел - номер 33, страница 65.

Условие.

33. В воду погружены подвешенные на нитях оловянный, медный и стальной шарики одинакового радиуса (рис. 12). Перенесите рисунок в тетрадь и изобразите на нём действующую на каждый шарик силу Архимеда.

Рис. 12

Решение.

Решение

Сила Архимеда (выталкивающая сила), действующая на тело, погруженное в жидкость или газ, определяется по формуле:

$F_A = \rho_ж \cdot g \cdot V_т$

где $\rho_ж$ – плотность жидкости, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $V_т$ – объем погруженной части тела.

Проанализируем условия задачи:

1. Все три шарика (оловянный, медный и стальной) погружены в одну и ту же жидкость — воду. Следовательно, плотность жидкости $\rho_ж$ для всех шариков одинакова.

2. Ускорение свободного падения $\text{g}$ является постоянной величиной для всех трех шариков.

3. По условию, все шарики имеют одинаковый радиус. Так как форма шариков сферическая, их объемы равны ($V = \frac{4}{3}\pi R^3$). Поскольку все шарики полностью погружены в воду, объем вытесненной ими жидкости $V_т$ равен объему самих шариков и, следовательно, одинаков для всех трех.

Таким образом, все три множителя в формуле для силы Архимеда ($\rho_ж$, $\text{g}$ и $V_т$) одинаковы для каждого из трех шариков. Это означает, что силы Архимеда, действующие на оловянный, медный и стальной шарики, равны по величине.

Сила Архимеда всегда направлена вертикально вверх. Поскольку величины сил равны, на рисунке их следует изобразить в виде векторов (стрелок) одинаковой длины, направленных вертикально вверх от центра каждого шарика. Различие в материалах шариков (олово, медь, сталь) и, соответственно, в их плотностях и массах, повлияет на силу тяжести и силу натяжения нити, но не на величину выталкивающей силы.

Ответ: На все три шарика действует одинаковая по величине сила Архимеда, так как они имеют одинаковый объем и погружены в одну и ту же жидкость. На рисунке эту силу для каждого шарика нужно изобразить в виде стрелки одинаковой длины, направленной вертикально вверх.