Задание §52 ГДЗ 7 класс (Физика)
Высокий стеклянный сосуд (банку) наполняли водой, оставляя сверху сосуда небольшой объём воздуха. В этот сосуд опускали небольшую полую стеклянную фигурку. Фигурку заполняли частично водой и частично воздухом так, чтобы она только немного выходила из воды. Сверху стеклянный сосуд плотно закрывали куском тонкой кожи. Нажимая на кожу, можно было заставить фигурку плавать в воде и на воде, а также тонуть.
Изготовьте такой прибор («картезианский водолаз») и проделайте с ним опыты. Фигурку замените небольшим поплавком, а сосуд закройте резиновой плёнкой (рис. 158, а. На рисунке 158, б изображён другой вариант этого прибора).
Объясните действие прибора. Продемонстрируйте на этом приборе законы плавания тел.
С небольшим поплавком опыт не получается. Лучше воспользоваться пластиковой бутылкой и пипеткой, частично заполненной водой.
Сжимая бутылку, мы передаем это давление воде. По закону Паскаля это давление передается пипетке, и вода снаружи вдавливается в пипетку, объем пипетки уменьшается, уменьшается и архимедова сила, и пипетка начинает тонуть. Если уменьшить давление на бутылку, то сжатый воздух в пипетке снова расширится, объем пипетки увеличится, увеличится архимедова сила и пипетка начнет всплывать.
Прибор «картезианский водолаз» работает так: в бутылке находится вода и небольшое количество воздуха в пипетке. Когда бутылку сжимают, давление в воде увеличивается и по закону Паскаля передаётся во все стороны, в том числе в пипетку. Вода вдавливается внутрь пипетки, объём воздуха в ней уменьшается, средняя плотность пипетки возрастает, а архимедова сила становится меньше силы тяжести. Поэтому пипетка тонет.
Если давление на бутылку уменьшить, воздух в пипетке расширяется, вода частично выходит из неё, объём пипетки увеличивается, её средняя плотность уменьшается, архимедова сила становится больше силы тяжести. Тогда пипетка всплывает.
Так на приборе можно продемонстрировать условия плавания тел: тело плавает, если архимедова сила равна силе тяжести; тонет, если сила тяжести больше архимедовой силы; всплывает, если архимедова сила больше силы тяжести.
