Укажите один конкретный случай, когда сила сказывается на тело в воде

Tatyana

19

Одним из примеров, когда сила сказывается на тело в воде, является сила архимедова подъема. Данная сила сказывается на любое тело, полностью или частично погруженное в жидкость, в данном случае - в воду. Сила архимедова приложена к телу в направлении, противоположном силе тяжести, и равна величине веса вытесненной жидкости.

Чтобы объяснить этот физический принцип, предположим, что у нас есть тело, например, куб из железа, погруженный в воду. Когда куб находится вне воды, на него действует только сила тяжести, создаваемая его массой. Однако, когда мы погружаем куб в воду, сила архимедова подъема начинает действовать на него.

Сила архимедова подъема возникает из-за разницы плотностей тела и жидкости. Жидкость оказывает сопротивление погружению тела и давит на него снизу вверх. Это приводит к возникновению всплывающей силы, которая равна весу вытесненной жидкости и направлена вверх.

Возвращаясь к нашему примеру с кубом железа, пусть его масса равна 2 кг, а плотность железа составляет 7,8 г/см³. Если куб полностью погружен в воду, который имеет плотность 1 г/см³, то объем вытесненной жидкости будет равен массе тела, деленной на плотность жидкости:
\[V_{выт} = \frac{m_{тела}}{p_{жид}} = \frac{2000}{1} = 2000\, см³\]

Сила архимедова подъема будет равна весу вытесненной жидкости:
\[F_{арх} = m_{жид} \cdot g = V_{выт} \cdot p_{жид} \cdot g\]
где \(g\) - ускорение свободного падения, примерно равное 9,8 м/с².

Подставляя значения в формулу, получаем:
\[F_{арх} = 2000 \cdot 1 \cdot 9,8 = 19600\, Н\]
Таким образом, сила архимедова подъема на этот куб составляет 19600 Н, и она направлена вверх.

Этот пример показывает, как сила архимедова действует на тело в воде. Она создает всплывающую силу, направленную вверх, равную весу вытесненной жидкости. Это объясняет, почему некоторые объекты плавают или всплывают в воде, а некоторые оказываются на дне или остаются под водой, в зависимости от соотношения плотностей тела и жидкости.