Чому судно з високою вагою не потопає, а цвях, що впав у воду, йде на дно?

Золото

39

Отличная задача! Для того чтобы понять, почему судно с высокой вагой не тонет, а цвях падает на дно, нам нужно обратиться к принципу Архимеда и плавучести тел.

Когда предмет погружается в жидкость, он испытывает поддерживающую силу, называемую архимедовой силой, которая действует в направлении, противоположном силе тяжести.

Силу тяжести можно рассчитать, умножив массу тела на ускорение свободного падения (\(9,8 \ м/с^2\) на Земле). Так как у обоих предметов (судна и цвяха) масса отличается, то и сила тяжести на них будет разной.

Плавучесть тела зависит от плотности материала тела и объема жидкости, которую оно вытесняет. Плотность - это масса тела, деленная на его объем. Если плотность тела меньше плотности жидкости, в которую оно погружено, то оно будет плавать.

Судно с высокой вагой занимает больший объем жидкости, чем цвях, но при этом имеет большую массу. Это означает, что плотность судна будет меньше плотности жидкости. Из-за этого архимедова сила на судно будет больше силы тяжести и судно не тонет.

В то же время, цвях имеет меньшую массу и занимает небольшой объем жидкости. Плотность цвяха будет больше плотности жидкости, поэтому архимедова сила на цвях будет меньше силы тяжести и цвях будет падать на дно.

Таким образом, судно с высокой вагой сохраняет плавучесть благодаря разнице в плотности судна и плотности жидкости, в то время как цвях, так как его плотность больше, не может сохранить плавучесть и падает на дно.

Надеюсь, объяснение было понятным и полным!