Архимедова сила

Наверное, существует какая-то сила, которая выталкивает нас и кораблики, то есть, все тела из воды и позволяет плавать на поверхности или в ее толще. Сила эта называется в физике архимедовой силой и изучается в курсе седьмого класса.

Архимедова сила в физике

На уроках действие архимедовой силы демонстрируется и объясняется путем проведения различных опытов. Мы же с вами можем просто представить себе тихое утреннее озерцо, пение птиц, лодочку у бережка. И вот мы, полные чудесных эмоций, садимся в лодочку и что происходит? Лодочка под нашим весом погружается глубже.

Если в простую деревянную лодочку сядут двое влюбленных покататься, то все будет, скорее всего, прекрасно, и признание в любви прозвучит просто волшебно на фоне рассвета и соловьев. Но если в лодку набьется полтора десятка любителей романтики, то лодочка, не успев отплыть от берега, замечательным образом опустится на дно вместе со всеми злополучными пассажирами.

И тогда вместо любования природой им придется дружно доставать лодку со дна и сушить вещи у костерка, что тоже, безусловно, не лишено некоторой доли романтики.

Формула архимедовой силы

Что же мы можем извлечь полезного из данного опыта? Когда увеличивался вес лодки, то мы видели, что лодка ниже опускалась в воду. То есть, вес тела увеличивал давление на воду, а выталкивающая сила оставалась прежней.

Когда же вес тела превысил величину выталкивающей силы, то лодка под действием этой силы погрузилась на дно. То есть, существует выталкивающая сила, одинаковая для конкретного тела, но разная для различных тел.

Топор, как всем известно, пойдет на дно в любом случае, а вот деревянная доска не только будет плавать на поверхности, но и может еще удержать пару пассажиров. Сила эта и называется архимедовой силой и выражается формулой:

F_выт = g*m_ж = g* ρ_ж * V_ж  = P_ж,

где m_ж – это масса жидкости,
а P_ж – вес вытесненной телом жидкости.

А так как масса у нас равна: m_ж = ρ_ж * V_ж, то из  формулы архимедовой силы мы видим, что она не зависит от плотности погруженного тела, а только от объема и плотности вытесненной телом жидкости, например, воды.

Тело же, погруженное в жидкость, теряет в своем весе ровно столько, сколько весит вытесненная им вода. Поэтому, естественно предположить, что если вес тела меньше веса воды такого же объема, то оно будет плавать на поверхности, а если больше – то утонет.

Если же вес тела и воды будет равен, то тело может замечательно плавать в толще воды, как и поступают все водные обитатели.

Нужна помощь в учебе?