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 більша 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 (вільно плавати).
 
3. Якщо архімедова сила менша 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
F арх=ρрідgV т
 
Чому?
  
P=mg, де \(m\) — маса рідини, m=ρ рідV, тому вага витісненої рідини дорівнює P=ρ рідVg, архімедова сила дорівнює цій вазі.
 
З формули можна зробити висновки:
1. Якщо густина тіла менша густини рідини, то архімедова сила більша ваги тіла, і тіло спливає (і після цього плаває на поверхні рідини).
 
2. Якщо густина тіла дорівнює густині рідини, то архімедова сила дорівнює вазі тіла, і тіло плаває всередині рідини.
 
3. Якщо густина тіла більша густини рідини, то архімедова сила менша ваги тіла, і тіло тоне.
Кораблі виготовляють зі сталі, але всередині них багато повітря, і тому загальна густина корабля менша густиниводи.
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 (висота зануреної частини) \(6,12\) 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 густина підводного човна регулюється кількістю води в камерах, якщо вони наповнюються водою, то підводний човен пірнає, коли вода замінюється стисненим повітрям, човен спливає.