Теорія:

Чому у воді людину легко втримати на руках, а при виході з води вона стає важкою?
Чому величезний залізний корабель пливе, а залізний цвях тоне?
Чому пінопласт важко утримати під водою?
 
Якщо тіло знаходиться у рідині або газі, то на нього діє сила, спрямована протилежно силі земного тяжіння, яка називається архімедовой силою.
arhimed.png
Архімед (287—212 рр. до н.е.)
 
1. Якщо архімедова сила більше сили тяжіння, то тіло буде підніматися з рідини, спливати. У випадку з газом це проявляється як підняття вгору, наприклад, наповнена гелієм повітряна кулька.
 
2. Якщо архімедова сила дорівнює силі тяжіння, то їх загальна сила дорівнює \(0\), і тіло може перебувати в рівновазі в будь-якому місці рідини.
 
3. Якщо архімедова сила менше сили тяжіння, то тіло буде опускатися на дно, тонути.
  
 
5-11_1.png
 
Якщо тіло повністю занурене в рідину або знаходиться в газі, то архімедова сила дорівнює вазі рідини або газу в об'ємі, витісненного тілом.
 
5-12_a.png5-12_b.png
Архімедова сила обчислюється за формулою
FA=ρрідиниgVтіла
 
Чому?
  
P=mg, де \(m\) — маса рідини, m=ρжV, тому вага витісненої рідини дорівнює P=ρжVg, архімедова сила дорівнює цій вазі.
 
З формули можна зробити висновки:
1. Якщо щільність тіла менше щільності рідини, то архімедова сила більше ваги тіла, і тіло спливає (і після цього плаває на поверхні рідини).
 
2. Якщо щільність тіла дорівнює щільності рідини, то архімедова сила дорівнює вазі тіла, і тіло плаває всередині рідини.
 
3. Якщо щільність тіла більше щільності рідини, то архімедова сила менше ваги тіла, і тіло тоне.
Кораблі виготовляють зі сталі, але всередині них багато повітря, і тому загальна щільність корабля менше щільності води.
Підводна частина корабля займає великий об'єм, вона витісняє так багато води, що підйомна сила стає досить великою, щоб корабель не тонув.
 
0.jpg
Довжина корабля "Silver Shadow" \(186\) метрів, осадка \(6,12\) метрів. Загальна маса корабля \(28 258\) тонн.
 
Necker-Nymph-Flying-Submarine-from-Virgin-3.jpg
Сучасний підводний човен, який може опускатися на глибину до \(40\) метрів.
 
Середня щільність підводного човна регулюється кількістю води в камерах, якщо вони наповнюються водою, то підводний човен пірнає, коли вода замінюється стисненим повітрям, човен спливає.