Сила Архимеда и плавание тел: итоговая практика

Физика · 7 класс. Итоговая практика: выбирайте погружённый объём и учитывайте все силы.

Выберите объём и среду

В законе Архимеда используют плотность вытесненной жидкости или газа и объём погружённой части. Для полного погружения обычного закрытого тела этот объём равен внешнему, для частичного — только его подводной части. Открытые полости, контакт с дном и пузырьки требуют проверки.

Согласуйте единицы

FА = ρgVпогр. При кг/м³ и Н/кг объём берут в м³, силу получают в Н. 1 л = 1 дм³ = 0,001 м³, 1 см³ = 0,000001 м³. Объём по силе находят как FА/(ρg), плотность среды — как FА/(gVпогр).

Проверьте опыт

В статическом опыте с вертикальным динамометром без касания опор и без учёта выталкивания воздуха FА равна уменьшению показания. Масса образца при этом не обязана меняться. Если образец движется, касается стенки или растворяется, условия модели нужно пересмотреть.

Разделяйте состояния

Для отпущенного из покоя свободного полностью погружённого тела сравнивают FА и mg. Для равновесного плавания без иных существенных сил FА = mg, поэтому m = ρжVпогр. Для однородного тела доля объёма под водой равна отношению плотностей. Нить, опора и поверхностные силы требуют отдельного учёта.

Учитывайте всю систему

У корабля учитывают массу корпуса и нагрузки, у шара — оболочки, газа и груза. При добавлении массы и сохранении плавания ΔV = Δm/ρж. Связь Δh = ΔV/S относится к явно заданной геометрии. Устойчивость и вертикальное равновесие — разные вопросы.

Проверьте себя