Які значення архімедової сили спостерігаються на плавця у прісній і солоній воді при приблизно однаковому об ємі?

Яблонька

28

Архимедова сила — это сила, которая возникает при погружении тела в жидкость или газ и направлена вверх, противодействуя силе тяжести. Величина архимедовой силы определяется формулой:

\[F_a = \rho \cdot g \cdot V\]

где \(\rho\) — плотность жидкости (или газа), \(g\) — ускорение свободного падения, \(V\) — объем погруженной части тела.

В данной задаче у нас есть плавец, погруженный в пресную и соленую воду с примерно одинаковым объемом.

Рассмотрим сначала случай с пресной водой. Плотность пресной воды составляет примерно 1000 кг/м³. Величина ускорения свободного падения \(g\) равна приблизительно 9,8 м/с².

Поскольку у нас нет конкретных данных о размерах пловца и его объеме, предположим, что объем погруженной части пловца составляет 1 литр (или 0,001 м³) в пресной воде.

Тогда можем вычислить архимедову силу в пресной воде:

\[F_a = 1000 \, \text{кг/м³} \cdot 9,8 \, \text{м/с²} \cdot 0,001 \, \text{м³} = 9,8 \, \text{Н}\]

Теперь рассмотрим случай с соленой водой. Плотность соленой воды может быть немного выше, чем плотность пресной воды, например, 1030 кг/м³.

Повторим вычисления для соленой воды при таком значении плотности и предположении о том же объеме пловца:

\[F_a = 1030 \, \text{кг/м³} \cdot 9,8 \, \text{м/с²} \cdot 0,001 \, \text{м³} = 10,094 \, \text{Н}\]

Таким образом, при примерно одинаковом объеме погруженной части плавца мы получили, что значение архимедовой силы в соленой воде составляет около 10,094 Н, что чуть больше, чем значение архимедовой силы в пресной воде, которое составляет около 9,8 Н.

В этом случае различие в значениях архимедовой силы обусловлено разницей в плотности соленой и пресной воды. Плотность соленой воды выше, чем плотность пресной воды, что приводит к незначительному увеличению архимедовой силы, действующей на плавец.