Закон Архимеда и расчёты

Физика · 7 класс. Изучите схему, разберите примеры и проверьте себя.

Основная формула

Для однородной покоящейся среды FА = ρgVпогр. В СИ используют ρ в кг/м³, g в Н/кг, объём в м³. Результат получается в Н. Если в задаче дано g = 9,8 Н/кг, не заменяйте его на 10 без указания. Масса самого тела в формулу непосредственно не входит, хотя нужна для сравнения с силой тяжести.

Перевод объёма

1 дм³ = 1 л = 0,001 м³, 1 см³ = 0,000001 м³. Например, 250 см³ = 0,00025 м³. Коэффициент перевода длины нужно возвести в куб: 1 см = 0,01 м, поэтому для объёма нельзя оставлять коэффициент 0,01. Погружённый объём должен относиться к той же среде, плотность которой используется.

Пример для воды

В воде с плотностью 1000 кг/м³ при g = 10 Н/кг погружённый объём 200 см³ соответствует FА = 1000 × 10 × 0,0002 = 2 Н. Если весь объём тела больше, но погружено только 200 см³, в расчёте остаётся именно это значение. Нельзя добавлять часть над водой как вытесненную воду.

Находим объём

Из закона следует Vпогр = FА/(ρg). При FА = 1,96 Н, ρ = 1000 кг/м³ и g = 9,8 Н/кг получаем Vпогр = 0,0002 м³ = 200 см³. Для обратной проверки перемножьте плотность, g и найденный объём: должна получиться исходная сила.

Находим плотность среды

Если известны сила, погружённый объём и g, плотность среды ρ = FА/(gVпогр). Например, FА = 1,6 Н, Vпогр = 200 см³, g = 10 Н/кг дают ρ = 800 кг/м³. Это не плотность тела: формула описывает вытесненное вещество.

Проверка смысла

При увеличении погружённого объёма вдвое сила в той же среде удваивается. При замене среды на более плотную и прежнем объёме сила возрастает. Если ответ подписан в кг или Па, перепроверьте единицы. Закон описывает выталкивание, но сам по себе ещё не говорит, тонет тело, всплывает или удерживается подвесом.

Проверьте себя