Формулировка и пояснения
Закон Архимеда формулируется следующим образом[1]: на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа). Сила называется силой Архимеда:
где — плотность жидкости (газа), — ускорение свободного падения, а — объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Если тело плавает на поверхности или равномерно движется вверх или вниз, то выталкивающая сила (называемая также архимедовой силой) равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа), и приложена к центру тяжести этого объёма.
Тело плавает, если сила Архимеда уравновешивает силу тяжести тела.
Следует заметить, что тело должно быть полностью окружено жидкостью (либо пересекаться с поверхностью жидкости). Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна.
Что касается тела, которое находится в газе, например в воздухе, то для нахождения подъёмной силы нужно заменить плотность жидкости на плотность газа. Например, шарик с гелием летит вверх из-за того, что плотность гелия меньше, чем плотность воздуха.
Закон Архимеда можно объяснить при разности гидростатических давлений на примере прямоугольного тела.
где PA, PB — давления в точках A и B, ρ — плотность жидкости, h — разница уровней между точками A и B, S — площадь горизонтального поперечного сечения тела, V — объём погружённой части тела.
В теоретической физике также применяют закон Архимеда в интегральной форме:
,
где — площадь поверхности, — давление в произвольной точке, интегрирование производится по всей поверхности тела.
В отсутствие гравитационного поля, то есть в состоянии невесомости, закон Архимеда не работает. Космонавты с этим явлением знакомы достаточно хорошо. В частности, в невесомости отсутствует явление (естественной) конвекции, поэтому, например, воздушное охлаждение и вентиляция жилых отсеков космических аппаратов производятся принудительно, вентиляторами.
Когда началось наше путешествие по озеру, то я первым делом пошел рассматривать наш парусник. Я зашел в каюту капитана, капитан нашего судна был мой отец. В его каюте на столе лежали какие-то расчеты написанные на бумагах, мне стало очень интерестно, через некоторое время пришел отец и я у него спросил, что это означает. Он взял меня за руку и мы пошли осматривать наш парусник. Сначала, он мне показал осадок-это были такие отметки, которые означали величину погружения корбаля в воду, после мы пошли на самый нос карабля, парусник очень сильно качало и порой мне казалось, что наш корабль вот вот зачерпнет воды, я не понимал, почему наше судно так глубоко ныряло в волны и поднималось обратно, отец объяснил мне, что это действие архимедовой силы. Потом мы пошли в его каюту и он мне показа все измерительные приборы которые находились у него на пульте, это была шкала для измерения температуры, плотности воды, грузоподъемноть и многое другое. Я был очень даволен нашим путешествием особенно меня поразил , как точно и ровно он выпрямлял груз.
