Краткое содержание
Параграф рассматривает поведение тел в жидкости с точки зрения закона Архимеда. На тело действуют две силы: вниз - сила тяжести, вверх - архимедова сила. Если плотность тела больше плотности жидкости, оно тонет; если меньше - всплывает; при равных плотностях тело плавает в равновесии. Объём погружённой части тела регулируется так, чтобы вес вытесненной жидкости уравновешивал вес тела. Пример с айсбергом и плавающим куском льда демонстрирует эти принципы. Аналогично, в газах менее плотные массы (например, тёплый воздух) поднимаются вверх.
Краткий пересказ
Поведение тел в жидкости определяется соотношением силы тяжести и архимедовой силы. Если сила тяжести превышает архимедову силу, тело тонет, что происходит, когда плотность тела больше плотности жидкости. Если сила тяжести меньше архимедовой, тело всплывает; плотность тела меньше плотности жидкости. Если силы равны, тело находится в равновесии и плавает. При всплытии на поверхности жидкости архимедова сила уменьшается с уменьшением погружённого объёма, пока не достигается равновесие. Эксперименты с водой показывают, что вес вытесненной воды равен весу плавающего тела. Примеры включают айсберги и куски льда: объём подводной части рассчитывается по формуле Vп.ч = ρт/ρж × V. Аналогичные принципы применяются к газам, например, тёплый воздух поднимается за счёт меньшей плотности.
Тезисный конспект
- На тело в жидкости действуют сила тяжести Fтяж вниз и архимедова сила FА вверх.
- Тело тонет, если Fтяж > FА (ρт > ρж).
- Тело всплывает, если Fтяж < FА (ρт < ρж).
- Тело плавает в равновесии, если Fтяж = FА (ρт = ρж).
- Объём погружённой части тела регулируется так, чтобы вес вытесненной жидкости равнялся весу тела.
- Пример: льдина объёмом 1 м³ с плотностью 900 кг/м³ плавает в воде плотностью 1000 кг/м³; подводная часть Vп.ч = 0,9 м³.
- Принципы применимы к газам: менее плотные массы поднимаются вверх, как тёплый воздух.
Используемые термины
- Сила тяжести (Fтяж) - сила, направленная вниз, действующая на тело из-за его массы.
- Архимедова сила (FА) - сила, направленная вверх, равная весу вытесненной жидкости или газа.
- Объём погружённой части тела (Vп.ч) - часть объёма тела, находящаяся под поверхностью жидкости или газа.
- Плотность тела (ρт) и жидкости (ρж) - масса на единицу объёма, определяющая поведение тела в жидкости.
