Сила Архимеда: плавание тел и воздушные шары
Почему тяжёлый стальной корабль плавает, а маленькая монетка тонет
Главная мысль: любая жидкость и любой газ давят вверх на всякое тело, помещённое внутрь. Эту выталкивающую силу называют силой Архимеда. Именно из-за неё тела кажутся легче в воде и воздушные шары поднимаются в небо.
К концу урока вы сможете:
- объяснить, почему жидкость выталкивает тело вверх,
- вычислять силу Архимеда по формуле FA = ρgV,
- сформулировать закон Архимеда словами,
- предсказывать, будет ли тело плавать, тонуть или висеть,
- объяснить, как работают корабли и воздушные шары.
1. Почему жидкость толкает вверх
Из прошлой темы вы уже знаете, что давление в жидкости растёт с глубиной: чем глубже, тем сильнее давит жидкость. Представьте брусок под водой. Жидкость давит на каждую его грань.
Верхняя грань ближе к поверхности, поэтому вода давит на неё вниз с меньшей силой. Нижняя грань глубже, и вода давит на неё вверх с большей силой. Боковые давления гасят друг друга, а вот сила снизу вверх пересиливает силу сверху вниз. То, что остаётся, — это постоянная сила, направленная вверх. Этот избыток и есть выталкивающая сила (сила Архимеда).
Поэтому ведро с водой кажется легче, пока оно ещё под поверхностью бассейна, и поэтому в воде вы легко поднимаете друга, а на суше — нет.