Задание №430

Сравните выталкивающие силы, действующие на человека, находящегося в воде в разных положениях (рис. 49).
рис. 49

Решение

Выталкивающая сила, действующая на тело, зависит от объема погруженной части тела.
Выталкивающая сила, действующая на человека под водой, больше выталкивающей силы, действующей на человека, плавающего на поверхности воды, т.к. в последнем случае тело погружено в воду не полностью (при условии, что объемы тел равны).

Задание №431

Одинаковая ли выталкивающая сила действует на водолаза (рис. 50) при погружении на разную глубину?
рис. 50

Решение

Выталкивающая сила одинакова, т.к. она не зависит от глубины погружения тела, а зависит только от его объема и плотности жидкости.

Задание №432

На блоке (рис. 51) уравновешены одинаковые тела. Нарушится ли равновесие и как, если опустить одно тело в воду, другое − в керосин? Почему?
рис. 51

Решение

Сила Архимеда прямо пропорциональна плотности жидкости и объёму погруженного тела ($F_{а} = gρ_{ж}V_{т}$). При одинаковом объёме тел и разной плотности жидкости (плотность воды больше плотности керосина), равновесие весов нарушится. В воде будет действовать большая выталкивающая сила, чем в керосине. Тело в керосине перевесит.

Задание №433

На блоке уравновешены два груза равной массы − алюминиевый и медный. Как изменится равновесие, если оба груза опустить в воду? Почему?

Решение

Плотность меди больше плотности алюминия. Значит, что при одинаковой массе их объёмы будут разными (V=$\frac{m}{ρ}$), а именно объём алюминиевого груза будет больше медного. Сила Архимеда прямо пропорциональна плотности жидкости и объёму погруженного тела ($F_{а} = gρ_{ж}V_{т}$). Так как плотность жидкости, в которых погружаются цилиндры, одинакова, то Архимедова сила в нашем случае прямо пропорциональна объёму погруженного тела. Таким образом, сила Архимеда, действующая на алюминиевый цилиндр, будет больше. Равновесие весов нарушится, медный груз перевесит.

Задание №434

Почему держаться на поверхности воды в море значительно легче, чем в реке?

Решение

Плотность морской воды несколько больше плотности речной воды, поэтому по закону Архимеда морская вода выталкивает тело с большей силой.

Задание №435

Почему собака легко вытаскивает из воды тонущего человека, а вытащив его на берег, не может сдвинуть с места?

Решение

Вес тела в воде меньше веса тела в воздухе, благодаря выталкивающей силе, действующей на тело. Поэтому собака легко вытаскивает из воды тонущего человека.