Почему некоторые объекты не тонут?
Когда мы бросаем объект в воду, он становится объектом действия нескольких сил. Главные из них — это сила тяжести и выталкивающая (или Архимедова) сила. Сила тяжести стремится утопить предмет, а выталкивающая сила заставляет его всплывать.
Архимедова сила
Архимедова сила действует на любой объект, погружённый в жидкость. По закону Архимеда, она равна весу жидкости, вытесненной объектом:
$$ F_A = \rho{жидкости} \cdot g \cdot V{вытесненной жидкости} $$
где:
- $F_A$ — выталкивающая сила,
- $\rho_{жидкости}$ — плотность жидкости,
- $g$ — ускорение свободного падения,
- $V_{вытесненной жидкости}$ — объем вытесненной жидкости.
Почему корабли не тонут?
Корабли, даже сделанные из тяжелого материала, такого как металл, не тонут, потому что их конструкция позволяет перемещать и удерживать значительный объем воздуха, что снижает их среднюю плотность до уровня ниже плотности воды. Такие объекты плавают потому, что выталкивающая сила воды становится равной или превышает силу тяжести, воздействующую на них.
Примеры из жизни
Простой пример: кастрюлю можно положить на воду, и она не утонет, пока внутрь не попадет значительное количество воды. Это происходит потому, что изначально её внутренняя пустота позволяет ей иметь плотность ниже, чем плотность воды.
Итак, плавучесть объектов определяется соотношением плотности предмета и жидкости, в которой он находится. Чем меньше плотность объекта по сравнению с жидкостью, тем большая вероятность, что он будет плавать.
Категория: Физика
Теги: взаимодействие с жидкостью, плотность, Архимедова сила