Решебник по физике 7 класс Перышкин §48

Тело тонет, если Fтяж > Fₐ, или ρт > ρж. Тело плавает внутри жидкости, если Fтяж = Fₐ и ρт = ρж. Тело всплывает, если Fтяж < Fₐ, или ρт < ρж.

Плавающее тело помещают в отливной сосуд с водой. Вода, вытесненная погружённой частью тела, выливается в стакан. Измерив её вес, убеждаются, что он равен весу плавающего тела. Следовательно, плавающее тело вытесняет жидкость, вес которой равен весу самого тела.

Глубина погружения зависит от соотношения плотностей тела и жидкости. Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая его часть погружена.

Многие водные обитатели могут изменять среднюю плотность своего тела. Например, рыбы изменяют объём плавательного пузыря и благодаря этому могут находиться на различной глубине.

Судно имеет полый корпус, поэтому его средняя плотность вместе с воздухом меньше плотности воды. Оно вытесняет большой объём воды, и архимедова сила уравновешивает его вес. Плотность сплошного стального гвоздя больше плотности воды, поэтому он тонет.

Утяжелители увеличивают среднюю плотность водолаза и помогают преодолеть выталкивающую силу воды. Благодаря им водолаз может погружаться и устойчиво находиться под водой.

Нет. Средняя плотность бутылки, заполненной ртутью, больше плотности ртути из-за массы стеклянных стенок. Поэтому сила тяжести будет больше архимедовой силы, и бутылка утонет.

Цель опыта — проверить условие плавания тела. При помещении тела в жидкость оно вытесняет часть воды. Опыт показывает, что при плавании вес вытесненной жидкости равен весу плавающего тела, поэтому Fₐ = Fтяж.

Fₐ — архимедова сила

F_тяж — сила тяжести

Fₐ — архимедова сила

F_тяж — сила тяжести

m — масса тела

g — ускорение свободного падения

Плотность больше у верхней жидкости на рисунке 160, потому что тело погружено в неё на меньшую глубину. В обоих случаях тело плавает, поэтому архимедова сила равна силе тяжести: Fₐ = Fтяж.

Пробковый шарик будет плавать на поверхности керосина, так как плотность пробки меньше плотности керосина. Парафиновый и стальной шарики утонут, так как их плотности больше плотности керосина.

Схема расположения:

Пробка — на поверхности

↓ Fтяж

↑ Fₐ

Парафин — на дне

↓ Fтяж

↑ Fₐ

Сталь — на дне

↓ Fтяж

↑ Fₐ

Бензин имеет меньшую плотность, чем вода, поэтому всплывает на её поверхность и продолжает гореть. Вода может растечься и разнести горящий бензин на большую площадь.

Fₐ₁ — архимедова сила при плавании

Fₐ₂ — архимедова сила при полном погружении

ρ — плотность воды

V₁ — объём вытесненной воды при плавании

V₂ — объём вытесненной воды при полном погружении

g — ускорение свободного падения

V — объём айсберга

V_п.ч — объём погружённой части айсберга

ρ_л — плотность льда

ρ_в — плотность воды

Fₐ — архимедова сила

F_тяж — сила тяжести

При добавлении соли плотность воды увеличивается. Она становится больше плотности спор спорыньи, поэтому они всплывают. Плотность ржаных зёрен остаётся больше плотности раствора, поэтому они остаются на дне.

Цель: изготовить игрушку, демонстрирующую условия плавания тел.

Материалы: прозрачная пластиковая бутылка с крышкой, вода, небольшая пипетка или маленький поплавок с воздушной полостью.

Ход работы: бутылку почти полностью заполнить водой. В пипетку набрать столько воды, чтобы она едва плавала у поверхности, и поместить её в бутылку. Плотно закрыть крышку. При сжатии стенок бутылки «водолаз» должен опускаться, а после прекращения сжатия — подниматься.

Объяснение: при сжатии бутылки давление воды увеличивается и сжимает воздух внутри «водолаза». Его объём уменьшается, средняя плотность увеличивается, и он тонет. Когда давление уменьшается, воздух расширяется, средняя плотность «водолаза» уменьшается, и он всплывает.

Вывод: если средняя плотность тела больше плотности жидкости, оно тонет; если меньше — всплывает; при равенстве плотностей тело может находиться в равновесии внутри жидкости.