§28. Плавання суден - Максимович

• ГДЗ Фізика 7 клас Максимович

Поміркуйте і дайте відповідь

Чому і як змінюється осадка корабля, якщо він переходить з річки в море?

Осадка корабля зменшується, коли він переходить з річки в море. Це відбувається тому, що густина морської води більша за густину прісної річкової води, а отже, сила Архімеда, яка діє на корабель, збільшується. Корабель витісняє менший об’єм води, щоб урівноважити свою вагу.

Де більша вантажність однієї і тієї ж баржі: у річковій чи в морській воді? Чому?

Вантажність баржі більша в морській воді. Це пояснюється тим, що густина морської води більша за густину річкової, тому баржа може витіснити більше ваги води до досягнення ватерлінії, що дозволяє їй перевозити важчий вантаж.

Перевірте себе

1. Чи можна на судно водотоннажністю 60 кН помістити вантаж масою 5000 кг, якщо маса самого судна становить 2 т?

Дано:
$P_{\text{вод}} = 60 \, \text{кН} = 60000 \, \text{Н}$
$m_{\text{судна}} = 2 \, \text{т} = 2000 \, \text{кг}$
$m_{\text{вантажу}} = 5000 \, \text{кг}$
$g = 10 \, \text{м/с}^2$
$P - ?$
Розв’язання:
Вага судна з вантажем:
$P_{\text{заг}} = (m_{\text{судна}} + m_{\text{вантажу}}) g$
Умова плавання:

$P_{\text{заг}} \leq P_{\text{вод}}$.
Обчислимо вагу судна з вантажем:
$P_{\text{заг}} = (2000 + 5000) \cdot 10 = 7000 \cdot 10 = 70000 \, \text{Н}$
Порівняємо вагу судна з вантажем із водотоннажністю:
$P_{\text{заг}} = 70000 \, \text{Н} > 60000 \, \text{Н}$
Відповідь: Розмістити вантаж масою 5000 кг на це судно не можна, 
оскільки вага судна з вантажем перевищує його водотоннажність. 

2. Судно, яке плаває у річці, витісняє воду об’ємом 5000 м3. Розрахуйте вагу вантажу, якщо вага судна без вантажу дорівнює 5 МН.

Дано:
$V = 5000 \, \text{м}^3$
$P_{\text{судна}} = 5 \, \text{МН} = 5000000 \, \text{Н}$
$\rho = 1000 \, \text{кг/м}^3$
$g = 10 \, \text{м/с}^2$
$P - ?$
Розв’язання:
Формули: Вага витісненої води (сила Архімеда):
$P_{\text{води}} = V \cdot \rho \cdot g$
Загальна вага судна з вантажем:
$P_{\text{заг}} = P_{\text{судна}} + P_{\text{вантажу}}$
Умова плавання:
$P_{\text{заг}} = P_{\text{води}}$
Обчислимо вагу витісненої води:
$P_{\text{води}} = 5000 \cdot 1000 \cdot 10 = 50000000 \, \text{Н}$
Знайдемо вагу вантажу:
$P_{\text{вантажу}} = P_{\text{води}} - P_{\text{судна}} = 50000000 - 5000000 = 45000000 \, \text{Н}$
Відповідь: Вага вантажу становить $45 \, \text{МН}$