Допиши рівності виражають властивості додавання і віднімання. Властивості додавання

>>Дія рідини та газу на занурене в них тіло

Якщо занурити у воду м'ячик, наповнений повітрям, і відпустити, ми побачимо, як він відразу спливе. Те ж саме станеться і з тріском, пробкою та багатьма іншими тілами. Яка сила змушує їх спливати?

Коли тіло занурюють у воду, на нього з усіх боків починають діяти сили тиску води (рис. 130 а). У кожній точці тіла ці сили спрямовані перпендикулярно до його поверхні. Якби всі ці сили були однакові, то тіло зазнавало б лише всебічного стиску. Але на різних глибинах гідростатичний тиск по-різному: він зростає зі збільшенням глибини. Тому сили тиску, прикладені до нижніх ділянок тіла, виявляються більшими за сили тиску, що діють на тіло зверху. Переважні сили тиску діють у напрямку знизу догори. Це і змушує тіло спливати.

Надіслано читачами з інтернет-сайтів

Електронні видання онлайн, збірка конспектів уроків з усіх класів, реферати з фізики 7 класу

З повсякденному життівідомо, що вага тіла зменшується, якщо занурити його у воду. На цьому явищі ґрунтується, наприклад, плавання суден.

Повітряні кулі піднімаються у повітря через існування певної сили, спрямованої протилежно силі тяжіння. Силу, з якою рідина чи газ діють на занурене у яких тіло, називають також силою Архімеда. Розглянемо природу цієї сили.

Як відомо, рідина (або газ) чинить деякий тиск на кожну точку поверхні тіла, зануреного в неї. Але чим нижча точка, тим більший тисквиявляється на неї.

Отже, на нижні гранітіла виявляється більший тиск, ніж верхні. Отже, сила, що діє на тіло знизу, більша за силу, що діє на нього зверху.

Значить, рідина (або газ) діє на занурене в неї тіло з деякою силою, спрямованою вгору. Відзначимо, що якщо нижня поверхня тіла щільно прилягає до дна судини з рідиною, то рідина діє на тіло з силою, спрямованою вниз, тому що тоді вона давитиме тільки на верхню частинутіла, не проникаючи під нижню. Тоді сила Архімеда відсутня.

Розмір сили Архімеди, що діє на тіло

Розглянемо величину сили Архімеда, що діє на тіло, занурене в рідину чи газ. Замінимо (подумки) тіло рідиною (або газом) в обсязі цього тіла. Очевидно, цей обсяг перебуває у спокої щодо навколишньої рідини (або газу).

Виходить, що сила Архімеда, що діє на даний обсяг, дорівнює силі тяжіння по модулю і протилежна до напрямку.

Звідси висновок:сила Архімеда, що діє на тіло, занурене в рідину або газ, за ​​модулем дорівнює вазі рідини або газу в обсязі цього тіла, і протилежна за напрямом, тобто. її можна розрахувати за формулою p * g * V, де р - густина рідини або газу, g - прискорення вільного падіння, V-обсяг тіла.

Для газу це, щоправда, який завжди вірно, т.к. його щільність на різних висотахрізна. З цієї формули випливає, що якщо середня щільністьтіла більше щільності рідини (або газу), в яку занурене тіло, то вага тіла більше ваги рідини в його обсязі, і тіло тоне

Якщо середня щільність тіла дорівнює щільності рідини чи газу, тіло перебуває у спокої товщі рідини чи газу, не спливає і тоне, т.к. сила Архімеда врівноважується силою тяжіння, що діє тіло; якщо ж середня щільність тіла менша за щільність рідини або газу, тіло плаває.

Приклад завдання

Розглянемо приклад. Алюмінієвий циліндр має в повітрі вагу 54 Н, а в деякій рідині – 40 Н. Визначте густину рідини.

Рішення. Знайдемо обсяг циліндра: V=P/g/p, де V – обсяг, P – вага тіла, p1 – щільність тіла, тобто. V=54 Н: 10 Н/кг: 2700 кг/м3 = 0,002 м3

Знайдемо силу Архімеда, рівну різницітерезів у повітрі та у воді.

469. Чому металевий корабель плаває у воді, а металевий цвях тоне?
Вага води, що витісняється підводною частиною судна, дорівнює вазі судна в повітрі або силі тяжіння, що діє судно.

470. Як змінюється положення ватерлінії судна під час його завантаження?
Ватерлінія наблизиться до води, оскільки вага судна збільшилася.

471. Як зміниться осідання судна під час переходу з річки до моря?
Ватерлінія підніметься над поверхнею води, оскільки щільність морської водивище, ніж прісний.

472. У склянку налили ртуть, воду та гас. Як розташуються у склянці ці рідини?
У міру зменшення щільності: ртуть-вода-гас.

473. У банку з ртуттю впустили залізну шайбу. Потоне шайба чи плаватиме на ртуті?
Чи не потоне, т.к. щільність заліза менша за щільність ртуті.

474. На малюнку 64 зображено дерев'яний брусок, що плаває у двох різних рідинах. У якому разі рідина має велику щільність? Чи однакова сила тяжіння, що діє на брусок? У якому разі архімедова сила більша?

Щільність рідини б) більша, оскільки сила Архімеда, що діє на тіло більше.

475. Поплавець зі свинцевим грузилом унизу опускають спочатку у воду, потім у масло. В обох випадках поплавець плаває. У яку рідину він поринає глибше?
У масло поплавок зануриться глибше, оскільки його щільність менша за щільність води.

476. Намалюйте сили, що діють на тіло, коли воно плаває на поверхні рідини (рис. 65).

477. Які сили діють на тіло, коли воно спливає на поверхню рідини (рис. 66)? Покажіть їх у масштабі.

478. Зобразіть стрілками сили, що діють на тіло, коли воно тоне (рис. 67).

479. На один бік коромисла ваг підвісили свинцевий свиток, на другий – шматок скла рівної маси. Чи збережеться рівновага, якщо свинець і скло повністю опустити у воду? Якщо ні, яке плече перетягне?
Рівновага не збережеться. Плечо із тілом меншого обсягу, тобто. зі свинцем перетягне, т.к. сила Архімеда, що діє на нього, буде меншою.

480. До коромисла терезів з двох сторін підвісили два однакових латунних вантажів по 2 г і опустили один вантаж у воду, а інший - у спирт. Який вантаж перетягне?
Вантаж опущений в рідину з меншою щільністю (тобто спирт) перетягне.

481. На електронні ваги поставили поряд банку з водою та дерев'яний брусок. Чи зміниться показання ваги, якщо брусок помістити в банку з водою, де він плаватиме?
Показання ваги зменшаться, т.к. на брусок діятиме сила Архімеда.

482. Завдяки якому фізичним закономриби можуть, стискаючи плавальний міхур, підніматися та опускатися у воді?
Завдяки закону Архімеда.

483. На грудях та спині водолаза поміщають важкі свинцеві пластинки, підошви черевиків також роблять свинцевими. Навіщо це робиться?
Щоб вага водолаза була більша за силу Архімеда, що діє на нього.

484. Порожня, щільно закрита металева банка, майже повністю занурюючись у воду, холодній водіплаває, і якщо воду нагріти, вона тоне. Чим пояснюється це цікаве явище?
Щільність нагрітої води зменшується, отже і зменшується сила Архімеда, що діє банку.

485. Мармурову кулю об'ємом 20 см3 впустили в річку. Якою силою він виштовхується з води?

486. З якою силою виштовхується гасом шматок скла об'ємом 10 см3?

487. Який обсяг зануреного тіла, якщо воно виштовхується водою із силою 50 Н?

488. Який об'єм води витісняє корабель, якщо на нього діє сила виштовхування 200 000 кН?

489. З якою силою людина виштовхуватиметься з морської води, якщо в прісної водина нього діє виштовхувальна сила, що дорівнює 686 Н?

490. Визначте вагу у прісній воді 1 см3 міді.

491. Яка вага заліза об'ємом 1 см3 у чистій воді?

492. Визначте, скільки важить у воді скляний куб об'ємом 1 см3.

493. Порожню металеву кулю вагою 3 Н (у повітрі) та об'ємом 1200 см3 утримують під водою. Чи залишиться куля під водою, якщо її відпустити? Якої величини потрібно сила, щоб утримати його під водою?

494. Шматок граніту об'ємом 5,5 дм3 і масою 15 кг повністю занурений у ставок. Яку силу потрібно докласти, щоб тримати його у воді?

495. Глиба мармуру об'ємом 1 м3 лежить на дні річки. Яку силу потрібно докласти, щоб підняти її у воді? Яка її вага в повітрі?

496. Яка вага у річковій воді мармурової плити, вага якої у повітрі 260 Н?

497. Який натяг відчуває трос під час підйому з дна озера гранітної плити обсягом 2 м3 ?

498. Колодязье залізне відро масою 1,56 кг і об'ємом 12 л опускають у колодязь. Яку силу потрібно докласти, щоби підняти повне відро у воді? Над водою? Тертя не враховувати.

499. Яка густина предмета, якщо його вага в повітрі 100 Н, а в прісній воді 60 Н?

500. Скляна пробка важить у повітрі 0,5 Н, у воді 0,32 Н, у спирті 0,35 Н. Яка щільність скла? Яка густина спирту?

501. Вага мармурової фігурки у повітрі 0,686 Н, а в прісній воді 0,372 Н. Визначте густину фігурки.

502. Гирка масою 100 г у прісній воді важить 0,588 Н, а в невідомій рідині 0,666 Н. Яка густина невідомої рідини? Що це за рідина?

503. Знайдіть густину спирту, якщо шматок скла важить у спирті 0,25 Н, у повітрі 0,36 Н, у воді 0,22 Н.

504. Скляна пластинка при зануренні чисту водустала легшою на 49 мН, а при зануренні в гас – на 39 мН. Яка щільність гасу?

505. Пліт площею 600 м2 після завантаження осел на 30 см. Знайдіть масу вантажу, поміщеного на пліт.

506. На пором довжиною 5 м і шириною 4 м заїхала вантажівка, внаслідок чого пором занурився у воду на 5 см. Яка маса вантажівки?

507. Знайдіть масу води, витісненої кораблем водотоннажністю 50 000 т.
Маса води дорівнює водотоннажності, тобто. 50000 т.

508. Прямокутна пором довжиною 10 м і шириною 4 м при завантаженні осел на 75 см. Знайдіть масу вантажу.

509. Маса танка-амфібії близько 2 т. Яким має бути обсяг зануреної у воду частини танка, щоб танк міг плавати у воді?

510. Брусок із пробкового дерева, щільність якого 25 г/см3 плаває в прісній воді. Яка частина бруска занурена у воду?

511. По річці пливе колода. Яка його частина занурена у воду, якщо густина дерева 0,5 г/см3?

512. Що більше: підводна чи надводна частина крижини, якщо щільність льоду 0,9 г/см3?

513. Глибина калюжі 2 см. Чи плаватиме у цій воді сосновий кубик, сторона якого дорівнює 7 см? Чи плаватиме в цій калюжці дощечка, масою рівна кубику, товщиною 2 см?

514. Яку масу вантажу утримає в річковій воді корковий рятувальний кругмасою 12 кг?

515. Чому дитина масою 30 кг вільно тримається на воді в надувних нарукавниках, об'єм яких лише 1,5 дм3?

516. Кругла залізна дробинка масою 11,7 г з'єднана з пінопластовим кубиком масою 1,2 г. Усю систему повністю занурили у воду. Загальна вага у воді 6,4 · 10-2 Н. Яка щільність пінопласту?

517. Шматок воску важить повітря 882 мН. Воском обліпили кульку і занурили у воду. Вага усієї системи у воді 98 мН. Визначте густину воску, якщо вага кульки у воді 196 мН.

518. До шматка парафінової свічки масою 4,9 г прив'язали шайбу, що важить у воді 98 нМ. Загальна вага щільністю зануреної у воду системи 784 мН. Знайдіть густину парафіну.

519. З якою силою виштовхує повітря на тіло об'ємом в 1 м3 при 0°С і нормальному атмосферному тиску?

523. У 1933 р. був побудований дирижабль В-3, що має об'єм 6800 м3. Яка підйомна сила цього дирижабля, якщо його наповнювали воднем?

524. Один з перших конструкторів керованого аеростату Сантос Дюмон побудував шалу об'ємом в 113 м3 і масою з усім обладнанням 27,5 кг. Куля була наповнена воднем. Чи міг на такій кулі піднятися Сантос Дюмон, якщо його маса дорівнювала 52 кг?

525. Чи може наповнений воднем повітряна куляоб'ємом 1500 м3 підняти трьох пасажирів масою по 60 кг кожен, якщо оболонка кулі та гондола разом мають масу 250 кг?

526. У 1931 р. професор Пікар на спеціально побудованому аеростаті піднявся на висоту 16 км. На цій висоті барометр показав тиск 76 мм. рт. ст. Гондола аеростату, де містився Пікар, була зроблена з дюралюмінію і щільно закрита. Тиск усередині гондоли весь час залишався рівним 1 атмосфері (1 атм=760 мм.рт.ст.=1013 гПа.) Обчисліть тиск на 1 см2 стінки гондоли зсередини та зовні.