Содержание
Вес тела — формула, определение, обозначение
Покажем, как применять знание физики в жизни
Начать учиться
Быть космонавтом — это непросто. Хотя бы потому, что на земле мы ходим ногами, а в космосе — просто парим. Такой эффект называют «невесомость», о ней и поговорим.
Невесомость: что это такое
Невесомость — это состояние, при котором тело не давит на опору или подвес.
Само слово «невесомость» как бы подсказывает нам, что веса здесь быть не должно. При этом непонятно, что с ним тогда происходит. Давайте разбираться.
Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков
Вес тела
Вес — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Измеряется вес, как и любая другая сила, в Ньютонах.
«Но погодите! Вес же измеряют в килограммах — я вот вешу 50»
Это не совсем верно. В быту мы часто подменяем понятие «масса» понятием «вес» и говорим: вес чемодана — десять килограммам. В физике это два совершенно разных понятия, которые при этом взаимосвязаны.
Если у вас неподалеку есть весы — приглашаем в эксперимент! Один нюанс: наша затея сработает именно с механическими весами, но не с электронными. Поехали!
Шаг 1. Если встать на весы ровно и не двигаться — ваш вес будет высчитываться по формуле:
P = mg P — вес тела [Н] m — масса [кг] g — ускорение свободного падения [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Здесь может возникнуть два возражения:
Это же сила тяжести, а не вес. Формула такая же!
На весах масса отображается в килограммах. И если я свою массу умножу на ускорение свободного падения, то явно получу число почти в 10 раз больше, чем показывают весы.
Точка приложения силы. Эта формула и правда аналогична силе тяжести. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, разница состоит лишь в точке приложения силы.
Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.
Весы измеряют силу. Весы работают таким образом, что измеряют вес тела — силу, с которой мы на них действуем, а показывают — массу. Можно сделать вывод, что весы — это динамометр (прибор, измеряющий силу).
Продолжаем эксперимент.
Шаг 2. Теперь пошалим и резко встанем на носочки! Стрелка резко отклонилась влево, а потом вернулась на место. Вы придали себе ускорение, направленное вверх — в то время, как ускорение свободного падения всегда направлено к центру Земли (вниз).
Теперь вес тела вычисляем по формуле:
P = m (g − a) P — вес тела [Н] m — масса [кг] g — ускорение свободного падения [м/с2] a — ваше ускорение [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Шаг 3. Последняя часть эксперимента — резко опуститься на пятки. Теперь вы сильнее давите на весы, потому что придали ускорение, направленное вниз. Стрелка весов отклонится вправо и вернется на место, когда вы придете в состояние покоя.
Формула веса примет вид:
P = m (g + a) P — вес тела [Н] m — масса [кг] g — ускорение свободного падения [м/с2] a — ваше ускорение [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Кстати, если ровно стоять на весах, но взвешиваться в лифте — все будет работать наоборот. Если лифт едет вверх, то он как будто давит весами на человека, стоящего на них, а это как раз ситуация с увеличением веса. А если вниз — весы как будто бы от вас «убегают», чтобы показать меньшее значение.
Этот случай мы можем описать через 2 закон Ньютона. Возьмем лифт, который едет вниз. Обозначим силы на рисунке.
N – сила реакции опоры [Н];
mg – сила тяжести [Н];
a – ускорение, с которым движется лифт [м/с2].
N + mg = ma
При проецировании на ось y, направленную вниз, мы получаем:
−N + mg = ma
А теперь нам понадобится третий закон Ньютона — по нему сила реакции опоры равна весу тела:
P = N
−P + mg = ma
P = m (g − a)
Попробуйте курсы подготовки к ЕГЭ по физике с опытным преподавателем в онлайн-школе Skysmart!
Снова невесомость
Ну что, с весом разобрались. А теперь давайте сделаем так, чтобы его не стало и получилась та самая невесомость.
Чтобы привыкнуть к ощущению невесомости в космосе, космонавты тренируется в специальных самолетах-лабораториях:
Он взлетает и начинает просто падать, чтобы ускорение самолета было равно ускорению свободного падения. В этот момент, в формуле веса из g вычитается равное ему значение и получается 0:
P = m (g − a) = m (9,8 − 9,8) = 0
Вот мы и в невесомости!
Так это что же, космонавты испытывают невесомость, потому что падают?
Если они летят вокруг Земли, то да. Как писал Дуглас Адамс в книге «Автоспом по галактике»: «Летать просто. Нужно просто промахнуться мимо Земли».
Когда космический корабль обращается вокруг Земли, он просто пытается на нее упасть, но промахивается. Такой процесс происходит, когда корабль движется с первой космической скоростью, равной 7.9 км/с. Это та скорость, с которой корабль становится искусственным спутником Земли.
Кстати, есть еще вторая и третья космические скорости. Вторая космическая скорость — это минимальная скорость, с которой должно двигаться тело, чтобы оно могло без затрат дополнительной работы преодолеть влияние поля тяготения Земли, т. е. удалиться на бесконечно большое расстояние от Земли. А тело, которое двигается с третьей космической скоростью, и вовсе вылетит за пределы Солнечной системы. Такие дела. 🙂
Карина Хачатурян
К предыдущей статье
Плотность вещества
К следующей статье
123.1K
Основные агрегатные состояния вещества
Получите индивидуальный план обучения физике на бесплатном вводном уроке
На вводном уроке с методистом
Выявим пробелы в знаниях и дадим советы по обучению
Расскажем, как проходят занятия
Подберём курс
Физика с нуля.
Урок №4 «Вес и масса»
Вадим Муранов, победитель всероссийского конкурса «Учитель года», преподаватель физики с 24-летним опытом работы.
Всем привет! С вами Вадим Муранов, преподаватель физики в ЕГЭ-Студии.
Мы продолжаем нашу серию небольших роликов для тех, кто только начинает знакомство с физикой или только решил готовиться к ЕГЭ по физике. Наша серия называется «Физика с нуля», и это 4-ый ролик, который будет посвящен понятиям веса и массы, которые очень часто путаются в головах простых людей. Многие считают, что вес и масса – это одно и то же, но на самом деле, должен вас всех разочаровать, это совсем не одно и то же. Кроме того, наши ролики призваны помочь вам получше подготовиться к ЕГЭ по физике, чтобы сдать его на 80 баллов и более. Структура ЕГЭ в этом году будет немного другая, поэтому теоретические понятия нужно знать довольно хорошо, а этому и посвящаются наши ролики.
Итак, вес и масса, чем же они отличаются или это одно и то же?
С точки зрения физики — это абсолютно разные понятия. И даже единицы измерения у них совершенно разные. Хотя многим кажется, что есть прибор под названием «весы», который измеряет массу и вес, значит, это одно и то же, но это не так.
Строгое определение, которое вы можете увидеть в любом учебнике физики, вес – это сила, с которой тело действует на опору или растягивает подвес из-за действия на него силы тяжести.
Говоря на простом языке, все довольно просто. Я или стул, который стоит на полу, и даже сам пол, и здание, которое построено на земле, – все мы притягиваемся к Земле, все мы находимся под действием силы притяжения Земли или земной гравитации.
Сила тяжести, которая так и называется «сила притяжения Земли», действует на всех нас и заставляет нас с вами давить на поверхность, на которой мы находимся, будь то поверхность асфальта или поверхность лавочки, на которой мы сидим, или поверхность пола, на котором мы стоим. Так вот действие на поверхность – это и есть вес. Пока мы действуем на какую-то поверхность, мы весим. Стоит нам подпрыгнуть над этой поверхностью, мы действовать на нее не будем и будем находиться в состоянии, в которое, как нам кажется, могут находиться только космонавты, но нет, это не правда.
Вы хотите ощутить невесомость? Подпрыгните и вы ее ощутите. Правда, на очень короткое время, и этого времени будет недостаточно, чтобы насладиться этим состоянием, поэтому, если вы хотите продлить это состояние, вам нужно падать довольно долго. Сделать это можно либо в специальном самолете, в котором тренируют космонавтов, приучая их к состоянию невесомости, либо это можно сделать непосредственно на орбите Земли. Я бы вам посоветовал просто подпрыгнуть и на долю секунды ощутить это состояние невесомости. Это название произошло от того, что в этот момент вы не создаете действия на поверхность, на которой вы находитесь. Вы на нее не давите, соответственно ваш вес равен 0.
Уменьшение веса можно также ощутить, занырнув в прохладную водичку в жаркий летний день. Тогда на вас помимо силы тяжести начнет действовать выталкивающая сила, названная в честь греческого ученого Архимеда, силой Архимеда или Архимедовой силой. Она уменьшит ваш вес, и в воде вы будете весить значительно меньше.
Такая путаница в терминах произошла, возможно, когда люди изобрели устройство для измерения массы тел и назвали его «весы». Вот в этот момент произошла путаница этих двух понятий, массы и веса.
Масса тела – это мера его инертности, это величина, которая показывает, насколько тело не хочет выходить из определенного состояния (либо из состояния покоя, либо из состояния равномерного движения). То есть если вы хотите изменить скорость тела, то сделать это мгновенно у вас не получится, этому будет мешать масса. Я бы это даже назвал мерой лени, ведь все тела, как и мы с вами, ленивые и не очень хотят выходить из того состояния, в котором они находятся. И мерой этой лени служит именно масса. Чем больше масса тела, тем сложнее вывести его из состояния покоя или изменить его скорость. Вот это мера инертности и называется массой тела, которая измеряется в килограммах m (кг) — масса. А вес – это сила, с которой тело из-за силы тяжести давит на поверхность. Можно обозначить эту силу силой давления FД. Но можно обозначить это P, как это часто делается в учебниках физики, и это уже вес FД=P(H).
Вес тела, находящегося на какой-то поверхности будет скомпенсирован реакцией опоры этой поверхности. Вес тела, подвешенного на какой-то нити, будет скомпенсирован силой натяжения этой нити.
Однако, вес тела будет становиться меньше, если это тело погрузить в какую-нибудь жидкость. Тогда в этой жидкости помимо силы тяжести, которая действует вниз, добавится выталкивающая сила, которую называют Архимедовой силой. Кстати говоря, в воздухе на нас также действует Архимедова сила. Да-да, не удивляйтесь, в воздухе тоже действует Архимедова сила, но она настолько мала, что ее действием можно пренебречь и говорить о том, что вес в воздухе образуется только из-за действия силы тяжести.
Так вот вес в жидкости будет меньше, чем вес в воздухе. Впервые это заметил Архимед и установил, что уменьшение веса тела происходит из-за того, что тело, погруженное в жидкость, вытесняет часть этой жидкости, и вес этой жидкости в точности равен потере веса тела. То есть если вычесть из веса в воздухе вес в жидкости, получится вес той самой жидкости, которую вытеснило тело. Это знаменитый закон Архимеда, который в итоге привел к формуле Архимедовой силы. Часто забывают о том, что сам закон Архимеда вовсе не был выражен формулой, а был выражен именно такими словами, что тело теряет в весе ровно столько, сколько весит вытесненная им жидкость.
Таким образом вес и масса – это абсолютно разные понятия. Масса может быть измерена с помощью прибора под названием «весы», а вес может быть измерен с помощью прибора под названием «динамометр». Надеюсь. Что в вашей голове слова «весы» и «масса» не перепутаются, «вес» и «масса» также не перепутаются.
Подведу небольшой итог.
Масса – это мера инертности тела, то есть мера того свойства, благодаря которому тела неохотно изменяют свое положение и свою скорость. Если тело начинает менять свою скорость, то делает оно это постепенно, а не мгновенно. Это связано именно с тем, что оно обладает свойством под названием «инертность», и мерой этой инертности служит масса тела, измеряемая в килограммах.
Вес – это сила, с которой тело действует на опору или растягивает подвес из-за того, что все тела, и мы с вами в том числе, находимся под воздействием силы тяжести. Состояние невесомости – это состояние, при котором тело не действует на поверхность и не растягивает подвес, то есть состоянии невесомости – это не всегда то состояние, которое испытывают космонавты, это состояние, когда тело подброшено над опорой. Например, возьмите стул подкиньте его вверх и дайте ему побыть в состоянии невесомости. Как только он коснется пола, это состояние прекратится, он снова начнет действовать на пол, а значит, снова будет обладать весом.
На этом у меня все. Наш 4-ый ролик завершен. 5-ый ролик будет посвящен еще более сложным понятиям «энергия» и «работа». А я на этом с вами прощаюсь. Присоединяйтесь к нашему каналу, к нашему курсу подготовки к ЕГЭ по физике от 80 баллов и выше.
Всего доброго! Пока!
Все видеоуроки по физике
Спасибо за то, что пользуйтесь нашими статьями.
Информация на странице «Физика с нуля. Урок №4 «Вес и масса»» подготовлена нашими авторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в высшее учебное заведение или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими материалами из данного раздела.
Публикация обновлена:
06.01.2023
4.5: Вес под водой — Физика LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 17733
- Лоуренс Дэвис
- Общественный колледж Ампкуа via OpenOregon
Кажущийся вес
Когда объект неподвижно удерживается под водой, он кажется весящим меньше, чем в воздухе, потому что выталкивающая сила помогает удерживать его (уравновешивать его вес). По этой причине уменьшенная сила, которую необходимо приложить, чтобы удержать объект, называется кажущимся весом. Когда весы используются для взвешивания объекта, погруженного в воду, весы будут считывать кажущийся вес. При выполнении гидростатического взвешивания для измерения состава тела кажущуюся массу часто называют подводной массой ().
Статическое равновесие
При взвешивании под водой мы знаем, что выталкивающая сила должна быть равна разнице между весом и кажущимся весом, поскольку объект остается неподвижным, что является состоянием, известным как статическое равновесие . Чтобы объект находился в статическом равновесии, все действующие на него силы должны быть уравновешены таким образом, чтобы результирующая сила отсутствовала . В случае взвешивания под водой выталкивающая сила плюс сила, создаваемая весами (кажущийся вес), должны полностью уравновешивать вес объекта, пока человек держится неподвижно. Мы можем использовать стрелки (векторы) для представления сил, действующих на объект, и визуализировать, насколько они уравновешены или неуравновешены. Этот тип диаграммы известен как диаграмма свободного тела (FBD). FBD для человека, проходящего гидростатическое взвешивание, будет выглядеть следующим образом:
Свободная схема тела объекта, подвешенного на весах, погруженного в воду. Длина весовой стрелки равна сумме длин силы, создаваемой весами, и выталкивающей силы. Весы будут показывать вес, который они должны предоставить, поэтому они будут показывать кажущийся вес погруженных объектов, который меньше фактического веса.
Закон Архимеда
Измерение веса и кажущегося веса тела позволяет нам рассчитать его плотность, поскольку выталкивающая сила, вызывающая уменьшение кажущегося веса, имеет особое отношение к количеству воды, вытесняемой телом. Принцип Архимеда гласит, что выталкивающая сила, обеспечиваемая жидкостью, равна весу вытесненной жидкости .
Упражнения с подкреплением
Держите руку под водой. Теперь возьмите пустую бутылку из-под воды и попробуйте подержать ее под водой.
В каком случае общая выталкивающая сила больше? Используйте принцип Архимеда, чтобы объяснить, почему.
Демонстрация закона Архимеда. Выталкивающая сила равна весу вытесненной воды, который в данном случае равен 3 Н . Выталкивающая сила уравновешивает 3 N соответствует весу объекта, поэтому весы подтягиваются только с 1 N , чтобы удерживать объект в статическом равновесии. В результате весы показывают кажущийся вес всего 1 N . Изображение предоставлено: «Принцип Архимеда» от MikeRun через Wikimedia Commons
[1]
Выталкивающая сила и плотность
Заданная масса ткани низкой плотности занимает объем по сравнению с той же массой ткани высокой плотности. Увеличение объема означает, что при погружении тела вытесняется больше воды, поэтому выталкивающая сила будет больше по сравнению с весом, чем это было бы для более плотного тела. В свою очередь, это означает, что кажущийся вес меньше фактического веса для тел с более высокой плотностью. Сравнивая вес и кажущийся вес, можно определить плотность тела. Мы сделаем это в следующей главе, но сначала мы должны лучше познакомиться с выталкивающей силой.
Повседневный пример
Вода, вытесненная кирпичом, весит меньше, чем кирпич, поэтому выталкивающая сила не может компенсировать вес кирпича, и он будет стремиться утонуть (левый рисунок). Чтобы удержать кирпич на месте, вы должны приложить оставшуюся направленную вверх силу, чтобы уравновесить вес и сохранить статическое равновесие. Эта сила меньше, чем вес в воздухе, поэтому кирпич кажется весящим меньше в воде (правая диаграмма).
Бесплатные диаграммы тела для кирпичей в воде. Кирпич слева тонет, кирпич справа вы держите на месте.
Если вы отпустите кирпич, он выйдет из равновесия и опустится на дно бассейна. В этот момент дно бассейна обеспечивает дополнительную восходящую силу, чтобы сбалансировать вес, и кирпич снова находится в статическом равновесии.
Свободная диаграмма тела кирпича, лежащего на дне бассейна.
Вода, вытесненная целым надувным мячом, весит больше, чем надувной мяч, поэтому, если вы держите мяч под водой, выталкивающая сила будет больше, чем вес. Ваша рука обеспечивает дополнительное усилие, направленное вниз, чтобы уравновесить силы и сохранить статическое равновесие (левый рисунок). Когда вы отпустите, силы будут разбалансированы, и мяч начнет двигаться вверх (правая диаграмма).
Бесплатные схемы тела надувного мяча под водой. Мяч слева удерживается вами на месте. Мяч справа будет плавать вверх.
Плотность льда составляет всего около 9/10 плотности воды. Вес воды, вытесненной только 9/10 айсберга, равен весу всего айсберга. Следовательно, 1/10 айсберга должна оставаться открытой, чтобы вес и выталкивающая сила были уравновешены, а айсберг находился в статическом равновесии.
Плавающий айсберг, примерно 9/10 его объема погружено под воду. Изображение предоставлено: «Айсберг», созданный Уве Килсом (айсберг) и пользователем: Виска Бодо (небо) через Wikimedia Commons
[2]
Ознакомьтесь с этой симуляцией плавучести, которая позволяет вам контролировать, сколько объектов различной массы погружено в воду, и показывает результирующую выталкивающую силу вместе с создаваемыми вами силами и шкалой на дне бассейна (кажущийся вес).
Необычный пример
Подводные лодки контролируют, сколько воды они вытесняют, перекачивая воду из резервуаров внутри подводной лодки. Когда вода закачивается внутрь, эта вода не вытесняется подводной лодкой и не засчитывается в увеличение выталкивающей силы. И наоборот, когда вода откачивается, вода теперь вытесняется подводной лодкой, и выталкивающая сила увеличивается, что является концепцией маневра в следующем видео:
Элемент YouTube был исключен из этой версии текста. Вы можете просмотреть его онлайн здесь: https://openoregon.pressbooks.pub/bodyphysics/?p=1497
- «Принцип Архимеда» Автор MikeRun [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], с Wikimedia Commons↵
- «Айсберг», созданный Уве Килсом (айсберг) и пользователем: Виска Бодо (небо). [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) или CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], через Wikimedia Commons ↵
Эта страница под названием 4. 5: Under Water Weight используется в соответствии с лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Лоуренсом Дэвисом (OpenOregon) посредством исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформа LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Автор
- Лоуренс Дэвис
- Лицензия
- CC BY-NC-SA
- Версия лицензии
- 4,0
- Программа OER или Publisher
- Открытый Орегон
- Показать оглавление
- нет
- Теги
- источник@https://openoregon. pressbooks.pub/bpsupmat/
- источник-хим-155472
Вес под водой – Физика тела: от движения к метаболизму
Перейти к содержимому
Когда объект неподвижно удерживается под водой, он кажется весящим меньше, чем в воздухе, потому что помогает удерживать его (уравновешивает). По этой причине уменьшенная сила, которую необходимо приложить для удержания объекта, известна как сила . Когда весы используются для взвешивания объекта, погруженного в воду, весы будут считывать кажущийся вес. При выполнении измерения состава тела кажущийся вес часто называют ().
При взвешивании под водой мы знаем, что должно быть равно разнице между и , потому что объект остается неподвижным, что является состоянием, известным как . Чтобы объект находился в статическом равновесии, все действующие на него силы должны быть уравновешены, чтобы не было . В случае взвешивания под водой выталкивающая сила плюс сила, обеспечиваемая весами, должны идеально уравновешивать вес объекта, пока он остается неподвижным. Мы можем использовать стрелки для представления сил, действующих на объект, и визуализировать, насколько они уравновешены или неуравновешены. Этот тип диаграммы известен как (FBD). Направление стрелок показывает направление сил, а длина стрелок показывает размер () силы. В этом случае мы называем стрелки и говорим, что силы, которые они представляют, являются векторными величинами. FBD для человека, проходящего лечение, будет выглядеть так:
Свободная схема тела предмета, висящего на весах, погруженного в воду. Длина весовой стрелки равна сумме длин силы, создаваемой весами, и выталкивающей силы. Весы будут показывать вес, который они должны предоставить, поэтому они будут показывать кажущийся вес погруженных объектов, который меньше фактического веса.
В предыдущей главе мы узнали, что весы измеряют силу, которую они передают другим объектам. Весы должны подавать меньше, чтобы противодействовать и поддерживать, когда они также помогают, поэтому весы будут давать показания, которые меньше, чем фактический вес.
Измерение и тела позволяет нам рассчитать его, потому что то, что вызывает уменьшение кажущегося веса, имеет особое отношение к количеству воды, находящейся в теле. утверждает, что выталкивающая сила, обеспечиваемая жидкостью, равна весу вытесненной жидкости .
Упражнения с подкреплением
Демонстрация закона Архимеда. Выталкивающая сила равна весу вытесненной воды, который в данном случае равен 3 Н . Выталкивающая сила уравновешивает 3 N соответствует весу объекта, поэтому весы подтягиваются только с 1 N , чтобы удерживать объект в статическом равновесии. В результате весы показывают кажущийся вес всего 1 N . Изображение предоставлено: «Принцип Архимеда» от MikeRun через Wikimedia Commons
[1]
Выталкивающая сила и плотность
Объем ткани с низкой плотностью будет равен той же массе ткани с высокой плотностью. Увеличение объема означает, что когда тело погружено в воду, больше воды, поэтому оно будет больше по сравнению с тем, которое было бы для более плотного тела. В свою очередь, это означает, что кажущийся вес меньше по сравнению с фактическим весом для тел с более высокой плотностью. Сравнивая вес и кажущийся вес, можно определить плотность тела. Мы сделаем это в следующей главе, но сначала мы должны лучше познакомиться с .
Повседневный пример
Вода на кирпиче весит меньше, чем кирпич, поэтому вес кирпича не компенсируется, и он будет стремиться утонуть (левый рисунок). Чтобы удержать кирпич на месте, вы должны приложить оставшуюся направленную вверх силу, чтобы уравновесить вес и удержать . Эта сила меньше, чем в воздухе, поэтому кирпич кажется весящим меньше в воде (правая диаграмма).
Бесплатные диаграммы тела для кирпичей в воде. Кирпич слева тонет, кирпич справа вы держите на месте.
Если вы отпустите кирпич, он выпадет и упадет на дно бассейна. В этот момент дно бассейна обеспечивает дополнительную восходящую силу, чтобы сбалансировать вес, и кирпич снова оказывается в .
Свободная диаграмма тела кирпича, лежащего на дне бассейна.
Вода, находящаяся рядом с надувным мячом, весит больше, чем надувной мяч, поэтому, если вы держите его под водой, вес будет больше, чем . Ваша рука обеспечивает дополнительное усилие, направленное вниз, чтобы уравновесить силы и сохранить статическое равновесие (левый рисунок). Когда вы отпустите, силы будут разбалансированы, и мяч начнет двигаться вверх (правая диаграмма).
Бесплатные схемы тела надувного мяча под водой. Мяч слева удерживается вами на месте. Мяч справа будет плавать вверх.
Плотность льда примерно на 9/10 меньше, чем у воды. Вода, вытесненная только 9/10 айсберга, имеет такой же вес, как и весь айсберг. Следовательно, 1/10 айсберга должна оставаться открытой, чтобы вес и выталкивающая сила были уравновешены и айсберг находился в .
Плавающий айсберг, примерно 9/10 его объема погружено под воду. Изображение предоставлено: «Айсберг», созданный Уве Килсом (айсберг) и пользователем: Виска Бодо (небо) через Wikimedia Commons
[2]
Упражнения с подкреплением
Ознакомьтесь с этой симуляцией плавучести, которая позволяет вам контролировать, сколько объектов различной массы находится под водой, и показывает результат вместе с приложенными вами силами и шкалой на дне бассейна ().
Необычный пример
Подводные лодки контролируют, сколько воды они вытесняют, перекачивая воду из резервуаров внутри подводной лодки. Когда вода закачивается внутрь, эта вода не вытесняется подводной лодкой и не засчитывается в увеличение выталкивающей силы. И наоборот, когда вода откачивается, вода теперь вытесняется подводной лодкой, и выталкивающая сила увеличивается, что является концепцией маневра в следующем видео:
- «Принцип Архимеда» By MikeRun [CC BY-SA 4.