Лёгкость подъёма камня в воде
Когда мы пытаемся поднять камень, находящийся в воздухе, нам предстоит преодолеть его полный вес, который определяется гравитационной силой:
[ F_g = mg ]
где:
- ( F_g ) — сила тяжести,
- ( m ) — масса камня,
- ( g ) — ускорение свободного падения.
Однако, если тот же камень находится в воде, на него начинает действовать дополнительная подъёмная сила, известная как архимедова сила. Архимедова сила равна весу жидкости, вытесненной камнем:
[ F_a = \rho V g ]
где:
- ( F_a ) — архимедова сила,
- ( \rho ) — плотность жидкости,
- ( V ) — объём вытесненной жидкости.
Таким образом, истинная сила, которую нужно приложить для поднятия камня из воды, будет меньше и определяется разностью гравитационной силы и архимедовой силы:
[ F_{ ext{подъём}} = F_g - F_a ]
Из-за этой разницы камень становится проще поднимать в жидкости, чем в воздухе. Вода оказывает подъёмное воздействие, уменьшая видимый вес камня и соответственно требуемую усилию для его подъёма. Это явление объясняется принципом Архимеда и широко применяется в морском деле, инженерии и повседневной практике.
Понимание принципов гидростатики позволяет эффективно решать задачи, связанные с погруженными телами и их взаимодействием с жидкостями.
Категория: Физика
Теги: гидростатика, архимедова сила, погруженные тела