Условия плавания тел
Условия плавания тел определяют по сравнению силы тяжести тела и архимедовой силы. Если эти силы равны, тело плавает; если сила тяжести больше — тело погружается, а если архимедова сила больше — тело всплывает.
Основные условия
На тело действуют сила тяжести \(F_т\), направленная вниз, и выталкивающая сила \(F_A\), направленная вверх. Сама архимедова сила рассматривается в статье закона Архимеда.
| Сравнение сил | Что происходит |
|---|---|
| \(F_A < F_т\) | Тело погружается или тонет |
| \(F_A = F_т\) | Тело находится в равновесии и плавает |
| \(F_A > F_т\) | Тело всплывает |
Формула для плавающего тела
Если тело плавает на поверхности, часть его объёма находится в жидкости, а часть — над ней. При погружении вытесняется столько жидкости, чтобы её выталкивающая сила стала равной силе тяжести тела. Поэтому плавающее тело не ускоряется вверх или вниз.
Деревянный брусок опустили в воду. Сначала \(F_A > F_т\), поэтому брусок всплывает. После выхода части бруска из воды объём погружённой части уменьшается, уменьшается и \(F_A\). Когда \(F_A = F_т\), брусок останавливается и плавает.
Всплытие — движение тела вверх, при котором \(F_A > F_т\). Плавание — состояние равновесия, когда тело уже не движется вертикально и \(F_A = F_т\). Тело может плавать как на поверхности, так и полностью внутри жидкости.
Что произойдёт с телом, если архимедова сила меньше силы тяжести?
Главное
- При \(F_A < F_т\) тело погружается, при \(F_A > F_т\) всплывает.
- Плавающее тело находится в равновесии: \(F_A = F_т\).
- Всплытие — это движение, а плавание — состояние равновесия.