Номер 60, страница 68, 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 60, страница 68.

Условие.

60. В цилиндрический сосуд налили ртуть, керосин и воду. Сделайте в тетради рисунок, схематически изображающий расположение этих жидкостей. Где будут находиться льдинка, пробка, свинцовая дробинка и золотое кольцо, опущенные в этот сосуд?

Решение.

Дано:

Для решения задачи воспользуемся табличными значениями плотностей веществ.

Плотность ртути: $ \rho_{рт} = 13600 \text{ кг/м}^3 $

Плотность воды: $ \rho_{в} = 1000 \text{ кг/м}^3 $

Плотность керосина: $ \rho_{к} = 800 \text{ кг/м}^3 $

Плотность льда (льдинка): $ \rho_{л} \approx 900 \text{ кг/м}^3 $

Плотность пробки: $ \rho_{п} \approx 240 \text{ кг/м}^3 $

Плотность свинца (дробинка): $ \rho_{св} = 11300 \text{ кг/м}^3 $

Плотность золота (кольцо): $ \rho_{з} = 19300 \text{ кг/м}^3 $

Найти:

Схематическое расположение жидкостей и опущенных в них тел в сосуде.

Решение:

Расположение несмешивающихся жидкостей и погруженных в них тел определяется соотношением их плотностей. Жидкости располагаются слоями: снизу — самая плотная, сверху — самая легкая. Тело тонет в жидкости, если его плотность больше плотности жидкости, и плавает на поверхности (или на границе жидкостей), если его плотность меньше.

Расположение жидкостей

Сравним плотности налитых жидкостей:

$ \rho_{к} (800 \text{ кг/м}^3) < \rho_{в} (1000 \text{ кг/м}^3) < \rho_{рт} (13600 \text{ кг/м}^3) $

Следовательно, жидкости в сосуде расположатся в три слоя в следующем порядке (снизу вверх): ртуть, вода, керосин.

Расположение опущенных тел

Теперь определим положение каждого тела, сравнивая его плотность с плотностями жидкостей.

1. Пробка: Плотность пробки ($ \rho_{п} \approx 240 \text{ кг/м}^3 $) меньше плотности всех жидкостей, в том числе и самой легкой из них — керосина ($ \rho_{п} < \rho_{к} $). Поэтому пробка будет плавать на поверхности верхнего слоя — керосина.

2. Льдинка: Плотность льда ($ \rho_{л} \approx 900 \text{ кг/м}^3 $) больше плотности керосина ($ \rho_{л} > \rho_{к} $), но меньше плотности воды ($ \rho_{л} < \rho_{в} $). Это означает, что льдинка утонет в керосине, но будет плавать на поверхности воды. Таким образом, она будет находиться на границе раздела керосина и воды.

3. Свинцовая дробинка: Плотность свинца ($ \rho_{св} = 11300 \text{ кг/м}^3 $) больше плотностей керосина и воды, но меньше плотности ртути ($ \rho_{в} < \rho_{св} < \rho_{рт} $). Дробинка утонет в керосине и воде, но всплывет в ртути. Она будет плавать на границе раздела воды и ртути.

4. Золотое кольцо: Плотность золота ($ \rho_{з} = 19300 \text{ кг/м}^3 $) больше плотности всех жидкостей, включая самую плотную — ртуть ($ \rho_{з} > \rho_{рт} $). Следовательно, золотое кольцо утонет во всех жидкостях и опустится на самое дно сосуда.

Ответ:

Жидкости в сосуде расположатся слоями снизу вверх: ртуть, вода, керосин.
Расположение тел будет следующим:
- золотое кольцо будет лежать на дне сосуда;
- свинцовая дробинка будет плавать на границе между ртутью и водой;
- льдинка будет плавать на границе между водой и керосином;
- пробка будет плавать на поверхности керосина.