Задание 4 ВПР по физике 7 класс 2027: плавание тел

Давление, архимедова сила и условия плавания тел. 1 балл · базовый уровень · ≈5 минут · часть 1. 100 заданий с проверкой ответа и разбором.

Простыми словами

Мяч трудно утопить в ванне: вода выталкивает его вверх. Эту силу называют выталкивающей или архимедовой. Она действует на любое тело в жидкости или газе.

На тело, погружённое в жидкость (газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объёме погружённой части тела.

F_{A} = ρ_{ж} g V_{п}

архимедова сила

где $F_{A}$ — архимедова сила, Н; $ρ_{ж}$ — плотность жидкости, кг/м³; $g \approx 10$ Н/кг; $V_{п}$ — объём погружённой части тела, м³ (если тело погружено целиком — весь его объём).

Как это выглядит

Тело плавает: архимедова сила уравновешивает силу тяжести,

F_{A} = m g

Тонет, плавает или всплывает

Тонет

F_{тяж} > F_{A}

, т. е.

ρ_{тела} > ρ_{ж}

. Железо в воде.

Плавает внутри

F_{тяж} = F_{A}

ρ_{тела} = ρ_{ж}

. Рыба, подводная лодка.

Всплывает

F_{тяж} < F_{A}

ρ_{тела} < ρ_{ж}

. Поднимается, пока не начнёт плавать на поверхности, частично погрузившись.

Если тело плавает на поверхности, то $F_{A} = m g$ : архимедова сила равна силе тяжести (весу тела).

Сравнивайте плотности: тело легче жидкости «на кубометр» — всплывает. Лёд ( $900$ ) плавает в воде ( $1000$ ), а в керосине ( $800$ ) тонет.

Сила тяжести и вес по плотности

Если дана плотность вещества тела и его объём, сначала находят массу, потом силу тяжести; вес покоящегося тела равен силе тяжести:

P = F_{тяж} = m g = ρ_{тела} V g

вес тела в воздухе

где $ρ_{тела}$ — плотность вещества тела (не жидкости!), кг/м³; $V$ — объём тела, м³; $g \approx 10$ Н/кг.

Лёд объёмом $0, 01$ м³, $ρ = 900$ кг/м³. Вес: $900 \cdot 0, 01 \cdot 10 = 90$ Н. Утонет ли он в керосине ( $800$ кг/м³)? $900 > 800$ — да, утонет (останется на дне); в воде ( $1000$ ) — нет, всплывёт и будет плавать.

В вопросах «утонет?», «останется на дне?», «всплывёт?», «будет плавать?» сравнивают только плотности тела и жидкости.

Разбор заданий

Тело объёмом $0, 01$ м³ полностью погружено в воду ( $ρ = 1000$ кг/м³). Найдите архимедову силу.

Погружено целиком: $V_{п} = 0, 01$ м³.
$F_{A} = 1000 \cdot 10 \cdot 0, 01 = 100$ Н. Ответ: 100.

Тело объёмом $0, 001$ м³ полностью погружено в керосин ( $800$ кг/м³).

$F_{A} = 800 \cdot 10 \cdot 0, 001 = 8$ Н. Ответ: 8.

Брусок массой $3$ кг плавает в воде. Чему равна архимедова сила?

Плавает — значит $F_{A} = m g = 3 \cdot 10 = 30$ Н.

В формулу ставят плотность жидкости, а не тела. И объём только погружённой части.

Архимедова сила не зависит от массы тела и глубины погружения (если тело уже целиком в жидкости) — только от $ρ_{ж}$ и $V_{п}$ .

Давление твёрдого тела

В этом же задании может встретиться давление. Давление — сила, действующая на единицу площади опоры:

p = \frac{F}{S}

1 Па = 1 Н / м^{2}

где $p$ — давление, Па; $F$ — сила давления (для тела на столе — его вес $m g$ ), Н; $S$ — площадь опоры, м².

Ящик весом $600$ Н стоит на площади $0, 2$ м²: $p = \frac{600}{0 , 2} = 3000$ Па.

Где это проходят в школе

Тема этого номера разбирается в школьном курсе этого же класса:

Физика, 7 класс

Там же — теория и по сто заданий на каждую тему: ВПР проверяет именно программу класса, а не отдельный «экзаменационный» материал.

Посмотреть и посчитать

Модели

Архимедова сила

Примеры заданий 4 ВПР по физике, 7 класс

Это несколько заданий из тренажёра, остальные — в тренажёре в начале страницы.

Тело целиком погружено в жидкость. Найдите архимедову силу в ньютонах.

Тело объёмом 0.01 м³ полностью погружено в жидкость «вода» плотностью 1000 кг/м³

Показать ответ

Ответ: 100
Решение. F = ρ · g · V = 1000 · 10 · 0.01 = 100 Н.

Чему равна архимедова сила, действующая на тело? Ответ в Н.

Тело объёмом 0.001 м³ полностью погружено в жидкость «керосин» плотностью 800 кг/м³

Показать ответ

Ответ: 8
Решение. F = ρ · g · V = 800 · 10 · 0.001 = 8 Н.

Определите силу Архимеда в ньютонах.

Тело объёмом 0.001 м³ полностью погружено в жидкость «спирт» плотностью 800 кг/м³

Показать ответ

Ответ: 8
Решение. F = ρ · g · V = 800 · 10 · 0.001 = 8 Н.

Найдите выталкивающую силу. Ответ в ньютонах.

Тело объёмом 0.001 м³ полностью погружено в жидкость «масло машинное» плотностью 900 кг/м³

Показать ответ

Ответ: 9
Решение. F = ρ · g · V = 900 · 10 · 0.001 = 9 Н.

Будет ли тело плавать в этой жидкости? Ответьте «да» или «нет».

Тело из вещества «алюминий» (плотность 2700 кг/м³) опустили в жидкость «ртуть» (плотность 13600 кг/м³)

Показать ответ

Ответ: да
Решение. Плотность тела 2700 кг/м³ меньше плотности жидкости 13600 кг/м³, поэтому тело плавает. Ответ: да.

Тело опустили в жидкость. Оно утонет? Ответьте «да» или «нет».

Тело из вещества «железо» (плотность 7800 кг/м³) опустили в жидкость «вода» (плотность 1000 кг/м³)

Показать ответ

Ответ: да
Решение. Плотность тела 7800 кг/м³ больше плотности жидкости 1000 кг/м³, поэтому тело тонет. Ответ: да.

Всплывёт ли тело в этой жидкости? Ответ «да» или «нет».

Тело из вещества «железо» (плотность 7800 кг/м³) опустили в жидкость «керосин» (плотность 800 кг/м³)

Показать ответ

Ответ: нет
Решение. Плотность тела 7800 кг/м³ больше плотности жидкости 800 кг/м³, поэтому тело тонет. Ответ: нет.

Останется ли тело на дне? Ответьте «да» или «нет».

Тело из вещества «железо» (плотность 7800 кг/м³) опустили в жидкость «спирт» (плотность 800 кг/м³)

Показать ответ

Ответ: да
Решение. Плотность тела 7800 кг/м³ больше плотности жидкости 800 кг/м³, поэтому тело тонет. Ответ: да.

Задание 4. Плавание тел

Простыми словами

Как это выглядит

Тонет, плавает или всплывает

Сила тяжести и вес по плотности

Разбор заданий

Давление твёрдого тела

Где это проходят в школе

Примеры заданий 4 ВПР по физике, 7 класс