Главная >> Физика 8 класс. Пурышева

Глава 2. Механические свойства жидкостей, газов и твёрдых тел

§ 13. Действие жидкости и газа на погружённое в них тело

От каких физических величин и как зависит давление в жидкости?

Вспомните, в какой воде вам легче плавать — в пресной или солёной.

1. Выясним, действуют ли жидкости и газы на погружённое в них тело. Для этого проделаем опыт. Подвесим к динамометру шарик или любое другое тело. Пружина растянется под действием веса шарика, который в данном случае численно равен силе тяжести, действующей на шарик. Зафиксируем положение пружины (рис. 38, а).

Опустим шарик в сосуд с водой. Показание динамометра уменьшится (рис. 38, б). Точно так же можно изменить показания динамометра, если подействовать на шарик рукой снизу вверх. Следовательно, когда шарик опустили в воду, на него, помимо силы тяжести и силы упругости пружины динамометра, стала действовать сила, направленная вверх. Эту силу называют выталкивающей силой.

2. Теперь выясним, что является причиной возникновения выталкивающей силы. На шарик, погружённый в воду, действует сила давления воды. Поскольку давление жидкости зависит от высоты её столба, то давление воды снизу р₂ больше, чем её давление сверху р₁. За счёт разности этих давлений и возникает выталкивающая сила.

Сила давления F₁ действующая на верхнюю поверхность шарика, направлена вниз, сила давления F₂, действующая на его нижнюю поверхность, направлена вверх. Так как F₂ больше F₁, то результирующая этих двух сил, являющаяся выталкивающей силой F_выт, будет направлена вверх.

3. Рассмотрим, от чего зависит выталкивающая сила. Подвесим на рычаге два шарика равного объёма, сделанных из одного и того же материала. Рычаг будет находиться в равновесии. Опустим оба шарика в сосуды с водой. Равновесие не нарушится (рис. 39, а). Заменим теперь воду в одном из сосудов на концентрированный раствор поваренной соли, плотность которого больше плотности воды. Равновесие рычага при этом нарушится: конец рычага, к которому прикреплён шарик, опущенный в раствор соли, поднимется вверх (рис. 39, б). Это означает, что на него действует большая выталкивающая сила, чем на шарик, опущенный в воду.

Таким образом, выталкивающая сила тем больше, чем больше плотность жидкости, в которую погружено тело.

Продолжение >>>