ГДЗ до параграфа 35: Умови плавання тіл - Фізика 7 клас (Бар’яхтар, 2024)

1. За якої умови тіло тонутиме в рідині? Наведіть приклади.

Тіло тоне, якщо його густина більша за густину рідини (ρ_тіла > ρ_рідини), тобто сила тяжіння більша за архімедову силу. Приклад: камінь у воді.

2. Яка умова має виконуватися, щоб тіло плавало в товщі рідини? Наведіть приклади.

Тіло плаває всередині рідини, якщо його густина дорівнює густині рідини (ρ_тіла = ρ_рідини), тобто сила тяжіння дорівнює архімедовій силі. Приклад: риба, підводний човен.

3. Сформулюйте умову спливання тіла в рідині. Наведіть приклади.

Тіло спливає, якщо його густина менша за густину рідини (ρ_тіла < ρ_рідини), тобто архімедова сила більша за силу тяжіння. Приклад: дерево, пінопласт у воді.

4. Для чого і як мешканці морів і річок змінюють власну густину?

Для регулювання глибини занурення. Риби роблять це, змінюючи об'єм плавального міхура: щоб спливти, вони розширюють міхур, збільшуючи свій об'єм і зменшуючи середню густину.

1. Чи плаватиме суцільний свинцевий брусок у воді? в олії?

Ні, свинцевий брусок потоне і у воді, і в олії, оскільки густина свинцю (11300 кг/м³) значно більша за густину води (1000 кг/м³) та олії (близько 900 кг/м³).

2. Розташуйте кульки, зображені на рис. 1, за збільшенням густини.

Густина тим більша, чим глибше занурюється тіло. Отже, порядок за збільшенням густини: 4 (плаває на поверхні), 3 (частково занурена), 1 (плаває всередині рідини), 2 (потонула).

3. Чи плаватиме у воді брусок, який має масу 120 г і об’єм 150 см³?

Густина бруска: ρ = m/V = 120 г / 150 см³ = 0,8 г/см³ = 800 кг/м³. Оскільки густина бруска (800 кг/м³) менша за густину води (1000 кг/м³), брусок плаватиме.

4. Поясніть, як підводний човен здійснює занурення та підняття на поверхню.

Підводний човен має баластні цистерни. Для занурення їх заповнюють водою, збільшуючи середню густину човна. Для спливання воду з цистерн витісняють стисненим повітрям, зменшуючи середню густину.

5. Тіло плаває в гасі, повністю занурившись. Якою є маса тіла, якщо його об’єм становить 250 см³?

Якщо тіло плаває повністю зануреним, його густина дорівнює густині гасу (800 кг/м³). Маса тіла: m = ρ ⋅ V = 800 кг/м³ ⋅ 0,00025 м³ = 0,2 кг (або 200 г).

6. У посудину налили три рідини... Потім опустили три кульки... Як розташувалися шари рідин у посудині? Де яка кулька?

Шари рідин (знизу вгору): ртуть, вода, гас. Сталева кулька потоне у воді та гасі, але плаватиме на поверхні ртуті. Дубова кулька потоне в гасі, але плаватиме на поверхні води. Пінопластова кулька плаватиме на поверхні гасу.

7. Визначте об’єм зануреної у воду частини машини–амфібії, якщо на неї діє архімедова сила 140 кН. Якою є маса машини–амфібії?

Об'єм зануреної частини: V_зан = F_A / (ρ_в ⋅ g) = 140000 Н / (1000 ⋅ 9,8) ≈ 14,3 м³. Оскільки машина плаває, її вага дорівнює силі Архімеда. Маса: m = F_A / g = 140000 Н / 9,8 Н/кг ≈ 14300 кг (14,3 т).

8. Установіть відповідність між густиною тіла, яке плаває у воді, і частиною цього тіла, що перебуває над поверхнею води.

Відповідність: 1-В (20% над водою), 2-Г (50% над водою), 3-А (75% над водою), 4-Б (98% над водою).

9. Заповніть таблицю...

10. Прилад для вимірювання густини рідин називають ареометром... Напишіть інструкцію, як ним користуватися.

Ареометр — це скляний поплавець зі шкалою. Принцип його дії ґрунтується на законі Архімеда: у рідині з меншою густиною ареометр занурюється глибше.

Інструкція:

1. Налийте рідину в високу посудину (циліндр).
2. Обережно і повільно опустіть ареометр у рідину. Він має вільно плавати, не торкаючись стінок і дна.
3. Дочекайтеся, коли коливання припиняться.
4. Зчитайте показник на шкалі ареометра на рівні поверхні рідини.