Осадка плавающего тела
Осадка плавающего тела — это глубина или доля объёма тела, погружённая в жидкость при плавании. Для неподвижного тела доля погружённого объёма определяется отношением плотности тела к плотности жидкости.
Согласно плотности вещества, масса тела равна \(m=\rho_{\text{т}}V\). При плавании действует условие плавания тела: сила Архимеда уравновешивает силу тяжести. Сила Архимеда зависит только от объёма погружённой части тела, поэтому более плотное тело погружается глубже.
Формула осадки
Левая часть формулы показывает долю погружённого объёма. Если, например, она равна \(0{,}6\), под жидкостью находится 60% объёма тела. Формула применима к телу, которое плавает в равновесии: \(\rho_{\text{т}}<\rho_{\text{ж}}\). Если плотности равны, тело может полностью находиться внутри жидкости, не всплывая и не опускаясь.
Плотность деревянного бруска равна \(600\ \text{кг/м}^3\), а плотность воды — \(1000\ \text{кг/м}^3\). Тогда \(V_{\text{погр}}/V=600/1000=0{,}6\). Значит, в воде находится 60% объёма бруска, а 40% выступает над поверхностью.
Осадка — не то же самое, что глубина погружения в метрах. Доля \(V_{\text{погр}}/V\) равна отношению плотностей для тела правильной формы не всегда как простая доля высоты; это совпадение верно, например, для однородного вертикального бруска постоянного сечения.
Тело плавает в жидкости, причём его плотность вдвое меньше плотности жидкости. Какая доля объёма тела погружена?
Главное
- Осадка характеризует погружение плавающего тела; важная величина — доля \(V_{\text{погр}}/V\).
- В равновесии доля погружённого объёма равна отношению плотности тела к плотности жидкости.
- Чем меньше плотность тела по сравнению с жидкостью, тем меньшая часть тела погружена.