Номер 5, страница 175 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 9. Гидро- и аэростатика. Параграф 37. Закон Архимеда и его применение - номер 5, страница 175.

Условие.

5. Действует ли архимедова сила на тело в состоянии невесомости?

Решение.

5. Решение

Архимедова (или выталкивающая) сила возникает в жидкости или газе, находящихся в поле силы тяжести. Эта сила обусловлена разностью гидростатических давлений, действующих на тело на разной глубине. Гидростатическое давление $\text{p}$ на глубине $\text{h}$ определяется формулой $p = \rh°g h$, где $\rho$ – плотность среды, а $\text{g}$ – ускорение свободного падения.

Из-за того, что давление на нижнюю часть тела больше, чем на верхнюю, возникает равнодействующая сила, направленная вертикально вверх. Величина этой силы, силы Архимеда, вычисляется по формуле:

$F_A = \rho_ж g V_т$,

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

Состояние невесомости характеризуется отсутствием веса, что эквивалентно равенству ускорения свободного падения нулю ($g=0$). В таких условиях ни само тело, ни окружающая его жидкость или газ не имеют веса. Следовательно, гидростатическое давление в любой точке среды становится одинаковым, так как множитель $\text{g}$ в формуле давления обращается в ноль. Разность давлений на разных уровнях исчезает.

Подставляя значение $g=0$ в формулу для архимедовой силы, получаем:

$F_A = \rho_ж \cdot 0 \cdot V_т = 0$.

Таким образом, в состоянии невесомости архимедова сила на тело не действует.

Ответ: Нет, в состоянии невесомости архимедова сила на тело не действует, так как она возникает из-за разности давлений, создаваемой силой тяжести, а в невесомости сила тяжести (и, соответственно, вес) отсутствует ($g=0$).