Ответы на вопросы §50 ГДЗ 7 класс (2022) (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. Как доказать, основываясь на законе Паскаля, существование выталкивающей силы, дейтвующей на тело, погруженное в жидкость?
Выталкивающая сила действует равномерно на любую точку тела, которое погружено равномерно.
Давление противопоставлено выталкивающей силе, чем сильнее давление, тем сильнее выталкивающая сила.
3. Как показать на опыте, что на тело, находящееся в жидкости, 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 показать на опыте, что на тело, находящееся в газе, действует выталкивающая сила?
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.

Решение

1. О существовании выталкивающей силы свидетельствуют такие явления, как всплывание деревянных предметов в воде, подъём пузырьков воздуха в жидкости, уменьшение веса тела при погружении его в воду.

В опыте с пружиной тело в воздухе растягивает её сильнее, чем в воде. При погружении в жидкость пружина сокращается, значит, на тело действует сила, направленная вверх, то есть выталкивающая сила.

2. По закону Паскаля жидкость передаёт давление во все стороны одинаково. На нижнюю часть тела давление жидкости больше, чем на верхнюю, потому что с глубиной давление увеличивается. Поэтому силы давления снизу больше, чем сверху, и их равнодействующая направлена вверх. Это и есть выталкивающая сила.

3. На опыте выталкивающую силу, действующую на тело в жидкости, можно показать так: подвесить тело к пружине или динамометру и измерить его вес в воздухе, а затем опустить в воду. Показание уменьшится. Значит, жидкость действует на тело вверх, выталкивая его.

4. На тело, находящееся в газе, тоже действует выталкивающая сила. Это можно показать на опыте с подвешенной к весам колбой или шаром: если вокруг них создать среду с большей плотностью, например заполнить сосуд углекислым газом, равновесие весов нарушается. Колба как бы становится легче, значит, на неё действует выталкивающая сила со стороны газа.