Відмінник

Вчимося на відмінно

Архімедова сила. Умови плавання тіл

Відповідно до закону Паскаля, сили тиску з боку рідини діють як на бічну поверхню зануреного тіла, так і на обидві його основи. Сили атмосферного тиску, які однаково додаються до всіх гідростатичних сил, зрівноважуються.
Якби тіло було занурене в рідину так, що його верхня частина була б на одному рівні з вільною поверхнею рідини (а), то сила гідростатичного тиску діяла б лише на основу (адже сили тиску на бічні ділянки поверхні тіла взаємно компенсуються). Ця сила, напрямлена вертикально вгору, називається виштовхувальною силою, або силою Архімеда (на честь грецького вченого) і чисельно дорівнює вазі P стовпчика рідини (висотою h і площею S), тобто вазі рідини в об’ємі зануреної в рідину частини тіла (б):
Архімедова сила.
Архімедова сила

Якщо занурене в рідину тіло однорідне і має правильну форму, наприклад циліндричну чи кулясту, то сила тяжіння і сила Архімеда прикладені в спільній точці, яка збігається з центром симетріїтіла. На рисунку (а) зображено неоднорідне тіло, яке при зануренні в рідину зайняло місце в просторі, де до цього знаходилася рідина (б). На позначений пунктиром елемент рідини діяли сила тяжіння Архімедова сила і сила Архімеда Архімедова сила, прикладені в спільній точці С1, яка відповідає центру симетрії цього елемента. На розглядуване тіло (а) сила Архімеда діє (на відміну від сили Архімедова сила) не в точці С, а в точці D, яку називають центром тиску.
Архімедова сила
Отже, у загальному випадку закон Архімеда можна сформулювати так: на занурене в рідину (або в газ) тіло діє виштовхувальна сила (сила Архімеда), яка чисельно дорівнює вазі витісненої тілом рідини (або газу) і прикладена в центрі тиску.
Якщо Архімедова сила, де Архімедова сила — сила тяжіння, то тіло в рідині тоне. Якщо Архімедова сила, тіло спливає (різницю Архімедова сила називають підіймальною силою), а якщо Архімедова сила, тіло плаває (всередині рідини чи на її поверхні).

Фізика