Параграф 46 ГДЗ Иванов 7 класс (Физика)
На рисунке 3.51 в учебнике изображено тело, подвешенное к пружине со стрелкой-указателем на конце. Стрелка отмечает на штативе растяжение пружины. При опускании тела в воду пружина сокращается. Такое же сокращение пружины получится, если действовать на тело снизу-вверх с некоторой силой, например, нажать рукой. Следовательно, на тело, находящееся в жидкости, действует сила, выталкивающая это тело из жидкости.
2. Чему равна выталкивающая сила, действующая на тело, погружённое в жидкость?
Выталкивающая сила действует равномерно на любую точку тела, которое погружено равномерно.
Давление противопоставлено выталкивающей силе, чем сильнее давление, тем сильнее выталкивающая сила.
FA = Pж = mжg = ?жgV
3. Объясните, почему на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила.
Существование силы, выталкивающей тело из газа, можно также наблюдать на опыте. К чашке весов с укороченным креплением подвешивают стеклянный шар или большую колбу, закрытую пробкой. Весы уравновешивают. Затем под колбу (или шар) ставят широкий сосуд так, чтобы он окружал всю колбу.
4. Как на опыте показать, что на находящееся в газе тело действует выталкивающая сила? Какой газ вместо углекислого газа можно использовать в этом опыте?
К одной чашке весов подвешивают стеклянный шар или большую колбу, закрытую пробкой. Весы уравновешивают. Затем под колбу (или шар) ставят широкий сосуд так, чтобы он окружал всю колбу. Сосуд наполняют углекислым газом, плотность которого больше плотности воздуха. При этом равновесие весов нарушается. Чашка с подвешенной колбой поднимается вверх. На колбу, погруженную в углекислый газ, действует большая выталкивающая сила по сравнению с той, которая действует на нее в воздухе.
1.
Существование выталкивающей силы можно показать на опыте с пружиной: если подвешенное к пружине тело опустить в воду, пружина станет короче. Это значит, что на тело действует сила, направленная вверх и уменьшающая его вес в жидкости.
Примеры из жизни: тело легче удерживать в воде, чем в воздухе; мяч или пробка всплывают на поверхность; человек в воде ощущает меньший вес.
2.
Выталкивающая сила равна весу жидкости, вытесненной телом:
$$F_A=P_{\text{ж}}=m_{\text{ж}}g=\rho_{\text{ж}}gV$$
где $$\rho_{\text{ж}}$$ — плотность жидкости, $$V$$ — объём погружённой части тела.
3.
В жидкости давление увеличивается с глубиной. Поэтому на нижнюю часть тела жидкость давит сильнее, чем на верхнюю. Разность этих давлений создаёт результирующую силу, направленную вверх. Это и есть выталкивающая сила.
4.
Чтобы показать, что на тело в газе действует выталкивающая сила, к одной чашке весов подвешивают стеклянный шар или большую колбу и уравновешивают весы. Затем под шар или колбу ставят широкий сосуд и наполняют его углекислым газом. Равновесие нарушается: чашка с подвешенным телом поднимается вверх. Значит, в углекислом газе на тело действует выталкивающая сила.
Вместо углекислого газа можно использовать любой газ, плотность которого больше плотности воздуха, например углекислый газ, водород для другого опыта не подходит, а из тяжёлых газов можно взять гелий только в обратном случае; в данном опыте нужен более плотный, чем воздух, газ.
