Физика 7 класс учебник Перышкин, Иванов - страница 167

Тип: ГДЗ, Решебник.
Авторы: Перышкин И. М., Иванов А. И.
Часть: без частей.
Год: 2026.

Серия: (ФГОС).
Издательство: Просвещение.

2. Во все времена людям были интересны игрушки, основанные на различных физических явлениях. Предлагаем вам создать игрушку, которая известна уже более 350 лет. Называется она «картезианский водолаз» и демонстрирует зависимость плавучести тела от сжатия сосуда, в котором находится. Найдите в Интернете описание этого прибора, изучите его историю.
Изготовьте игрушку, объясните принцип её действия. Продемонстрируйте с её помощью условия плавания тел.

Ответ:

   «Картезианский водолаз» — механическая игрушка, демонстрирующая изменение плавучести при сжатии сосуда.
   Для изготовления данного прибора нам понадобится: пластиковая бутылка с завинчивающейся крышкой, пипетка.
   Необходимо наполнить бутылку водой, оставив 2 – 3 мм до края горлышка. В пипетку наберем немного воды. Опустим пипетку в бутылку так, чтобы резиновый конец пипетки был на уровне воды. Закроем бутылку крышкой. При сжатии бутылки, пипетка будет тонуть. Если перестать сжимать, то пипетка будет всплывать. Регулируя силу нажатия, можно регулировать уровень погружения пипетки.
   Принцип работы основан на законе Паскаля: давление в жидкости передаётся во все стороны одинаково и законе Архимеда: выталкивающая сила зависит от объёма вытесненной жидкости.
   С помощью «картезианского водолаза» можно показать три состояния тела в жидкости:

Тело плавает:
средняя плотность водолаза < плотности воды
выталкивающая сила > силы тяжести.

Тело погружается и тонет:
средняя плотность водолаза > плотности воды;
сила тяжести > выталкивающей силы.

Тело находится в равновесии:
средняя плотность водолаза = плотности воды;
выталкивающая сила = силе тяжести.

   «Картезианский водолаз» наглядно демонстрирует, как изменение объёма тела влияет на его плавучесть в жидкости, а также иллюстрирует законы Паскаля и Архимеда.

§ 49 ПЛАВАНИЕ СУДОВ. ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ

   Используя условия плавания тел, человек научился строить различные суда для перемещения по поверхности морей и океанов. Это и пироги индейцев, и лодки из папируса, и деревянные корабли Петра I. Появление технологии изготовления листовой стали позволило в XIX в. перейти к строительству бронированных, а затем и полностью металлических кораблей. Современные суда строят из самых разных материалов, но корпуса больших кораблей по-прежнему делают стальными.
   Если взять тонкую металлическую пластину и опустить её в воду, то она утонет, ведь плотность металла больше плотности воды. Как же суда, построенные из материалов с плотностью большей, чем плотность воды, не просто держатся на воде, но и перевозят огромные грузы? Сделаем из пластины коробочку и также опустим её в воду. Коробочка будет плавать на поверхности воды.
   Известно, что архимедова сила зависит от объёма погружённой в жидкость части тела. Для коробочки этот объём гораздо больше, чем для пластины. Архимедова сила оказывается равной силе тяжести, что позволяет коробочке плавать. Объём подводной части судна может достигать сотен тысяч кубических метров и во много раз превышать объём стали, из которой сделан корпус судна. Поэтому возникает большая архимедова сила, способная удержать судно на плаву.

Продолжение на следующей странице

Конец страницы