Фізика 7 клас збірник задач - 2016

ТИСК ТВЕРДИХ ТІЛ, РІДИН І ГАЗІВ

20. Закон Архімеда. Плавання тіл

Наша Тася гірко плаче:

Упустила в річку м’ячик.

— Тихше, Тасечко, не плач:

Не потоне в річці м’яч.

Агнія Барто

Приклад розв'язання задачі

У річці плаває плоска крижина завтовшки 0,3 м. Якою є висота частини крижини, що виступає над водою?

Розв’язання

Позначимо площу крижини S. Тоді маса крижини m = ρлSH, а об’єм зануреної частини крижини, що дорівнює об’єму витиснутої води, V = S(H - h).

Згідно із законом Архімеда

Крім того, на крижину діє сила тяжіння.

Оскільки крижина плаває, FA = Fт, тобто

Звідси Підставимо числові значення:

Відповідь: 3 см.

Усна розминка

20.1. Які відомі вам із навколишнього життя явища вказують на існування виштовхувальної сили?

20.2. Як на досліді показати, що на тіло, яке перебуває в газі, діє виштовхувальна скла?

20.3. Чому на верхню грань зануреного в рідину тіла діє менша скла, ніж на нижню?

20.4. Чи може тіло в одній рідині тонути, а в іншій плавати? Наведіть приклади.

20.5. Чому камінь у воді легше піднімати, ніж у повітрі?

20.6. У якій воді й чому легше плавати: в морській чи річковій?

Перший рівень

20.7. Чи однакова виштовхувальна сила діє на обидва тіла з боку води (див. Малюнок)?

20.8. У воду занурено три суцільні сталеві кульки на нитках (див. Малюнок). На яку з них діє більша виштовхувальна сила?

20.9. Чому не можна гасити палаючий гас водою?

20.10. У посудину зі ртуттю опустили залізну гайку. Чи потоне гайка?

20.11. У воду занурено три однакових суцільних сталевих кульки на нитках (див. Малюнок). На яку з них діє більша виштовхувальна сила?

20.12. Чи однакова виштовхувальна сила діє на водолаза під час його занурення на різну глибину?

20.13. Вам з дитинства відомі такі рядки Агнії Варто:

Наша Тася гірко плаче:

Упустила в річку м’ячик.

— Тихше, Тасечко, не плач:

Не потоне в річці м’яч.

А чому м’ячик в річці не потоне?

Поясніть.

20.14. Яйце тоне у прісній воді, але плаває у солоній (див. Малюнок). Поясніть саме чому.

20.15. Чому дорівнює виштовхувальна сила, яка діє на кульку об’ємом 10 см3, повністю занурену у воду?

20.16. На тіло об’ємом 120 см3, повністю занурене в рідину, діє виштовхувальна сила 0,96 Н. Якою є густина рідини?

20.17. На кулю, повністю занурену в ртуть, діє виштовхувальна сила 68 Н. Яким є об’єм кулі?

20.18. Яким буде показання динамометра, якщо підвішений до динамометра вантаж масою 800 г і об’ємом 500 см3 опустити у воду?

20.19. Плаваючий дерев’яний брусок витісняє 0,5 л води. Скільки важить брусок?

20.20. Вага тіла 4,5 Н, його об’єм 500 см3. Чи потоне тіло у воді; у спирті; у гасі?

Другий рівень

20.21. Чому цвях у воді тоне, а важке металеве судно — ні (див. рисунки)?

20.22. Чи однакова сила буде потрібна для того, щоб утримати порожнє відро в повітрі або це саме відро, але наповнене водою та повністю занурене у воду?

20.23. У воду занурили мідний кубик масою 10 г і тонку мідну пластину масою 10 г. Чи однаковою буде виштовхувальна сила в обох випадках?

20.24. Чи однакова виштовхувальна сила діє на людину, яка перебуває у воді в різних положеннях (див. фото)?

20.25. У посудині плавають однакового розміру дерев’яний і корковий бруски. Який із них дерев’яний, а який — корковий?

20.26. Шматок мармуру важить стільки, скільки важить мідна гиря. Яке із цих тіл легше утримати у воді?

20.27. Посудина містить три рідини (див. Малюнок), що не змішуються між собою. Де опиняться кинуті в посудину золоте кільце, свинцева куля, крижинка й корок?

20.28. На суцільне тіло масою 600 г, повністю занурене у воду, діє виштовхувальна сила 3 Н. Якою є густина тіла?

20.29. Яку силу треба прикласти до коркового куби з ребром 0,5 м, щоб утримати його під водою?

20.30. Прямокутна баржа після завантаження осіла на 0,5 м. Уважаючи, що довжина баржі становить 5 м, а ширина 3 м, розрахуйте вагу розміщеного на ній вантажу.

20.31. Вантаж якої ваги втримає на воді пліт, зв’язаний із 25 соснових колод, якщо об’єм кожної колоди в середньому дорівнює 0,8 м3, а густина — 650 кг/м3?

20.32. Задача Архімеда: чи із чистого золота виготовили царську корону, якщо її вага в повітрі дорівнює 28,2 Н, а у воді — 26,4 Н?

Третій рівень

20.33. Чому підводним човнам забороняється лягати на дно, якщо воно піщане або мулисте?

20.34. У романі Жуля Берна «20000 льє1 під водою» можна прочитати: «“Наутілус” стояв непорушно на глибині тисяча метрів. Я відклав книгу і, притиснувшись до вікна, почав уважно придивлятися. У рідкому просторі, яскраво освітленому прожектором, виднілася якась величезна нерухома чорна маса. “Це корабель!” — закричав я».

Чи можливе описане тут явище: чи буде затонулий корабель висіти нерухомо в глибині океану й не опускатися на дно, як це описано автором роману?

20.35. Якщо кинути в склянку із сильногазованою водою виноградинку, то вона періодично спливатиме й тонутиме (див. фото). Поясніть це явище.

20.36. На поверхні води у відрі плаває порожня мідна каструля. Чи зміниться рівень води у відрі, якщо каструля потоне?

20.37. У посудині з водою плаває крижина. Чи зміниться рівень води в посудині, якщо лід розтане?

20.38. У посудині з водою плаває крижина, у середині якої є бульбашка повітря. Чи зміниться рівень води в посудині, коли лід розтане?

20.39. У посудині з водою плаває шматок льоду з умерзлою в нього свинцевою кулькою. Чи зміниться рівень води в посудині, коли лід розтане?

20.40. Мідна кулька в повітрі важить 5,34 Н, а у воді — 4,34 Н. Суцільна ця кулька чи має порожнину? Якщо не суцільна, то визначте об’єм порожнини.

20.41. Шматок металу в повітрі важить 7,8 Н, у воді — 6,8 Н, у рідині А — 7 Н, а в рідині В — 7,1 Н. Визначте густину рідин А і В.

20.42. Крижина плаває у воді. Об’єм її надводної частини становить 20 м3. Який об’єм підводної частини?

20.43. Шматок льоду об’ємом 5 дм3 плаває на поверхні води. Визначте об’єм його підводної і надводної частин.

20.44. Циліндроподібне тіло плаває в рідині, як зображено на рисунку. Визначте густину рідини, якщо густина плаваючого тіла становить 600 кг/м3.

_______________________________

1 Старовинна французька одиниця довжини, що дорівнює близько 4,5 км.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити