§ 48. Плавание тел — Упражнение 30 — 7 — стр. 166

Для определения выталкивающих сил, действующих на деревянный брусок в обоих случаях, используем закон Архимеда, который гласит, что выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости.

1. Выталкивающая сила при частичном погружении (объём 0,72 м³):

Используя формулу для выталкивающей силы:

$F_{выталкивающая}=V_{вытесненной}\cdot {\rho }_{воды}\cdot g$

где:

- $V_{вытесненной}=0,72{\text{м}}^3$ — объём вытесненной воды,

- ${\rho }_{воды}\approx 1000{\text{кг/м}}^3$ — плотность воды,

- $g\approx 9,81{\text{м/с}}^2$ — ускорение свободного падения.

Подставим значения:

$F_{выталкивающая}=0,72{\text{м}}^3\cdot 1000{\text{кг/м}}^3\cdot 9,81{\text{м/с}}^2$

$F_{выталкивающая}\approx 7075,2\text{Н}$

2. Выталкивающая сила при полном погружении (объём 0,9 м³):

Для полного погружения:

$F_{выталкивающая}=V_{вытесненной}\cdot {\rho }_{воды}\cdot g$

где:

- $V_{вытесненной}=0,9{\text{м}}^3$.

Подставим значения:

$F_{выталкивающая}=0,9{\text{м}}^3\cdot 1000{\text{кг/м}}^3\cdot 9,81{\text{м/с}}^2$

$F_{выталкивающая}\approx 8829\text{Н}$

Объяснение различий

Различие в выталкивающих силах объясняется тем, что при частичном погружении брусок вытесняет меньший объём воды (0,72 м³), чем при полном погружении (0,9 м³). Выталкивающая сила напрямую зависит от объёма вытесненной воды, и поскольку в первом случае брусок вытесняет меньший объём, то и выталкивающая сила в этом случае меньше.

Итак, мы получили:

- Выталкивающая сила при частичном погружении: 7075,2 Н

- Выталкивающая сила при полном погружении: 8829 Н.