Номер 27.10, страница 95 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 27. Закон Архимеда. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 27.10, страница 95.

27.10 [н] Можно ли утверждать, что сила Архимеда равна результирующей силе гидростатического давления по модулю и направлению?

Решение

Да, можно утверждать. По своему определению, сила Архимеда — это и есть результирующая всех сил давления, которые жидкость или газ оказывают на поверхность погруженного в них тела.

Природа возникновения этой силы заключается в следующем. В жидкости или газе существует гидростатическое давление, которое увеличивается с глубиной. Для несжимаемой жидкости на глубине $h$ давление равно $p = \rho g h$, где $\rho$ — плотность жидкости, а $g$ — ускорение свободного падения (здесь мы не учитываем давление на поверхности жидкости).

Когда тело погружено в жидкость, на разные точки его поверхности действуют разные силы давления, так как они находятся на разной глубине. Сила давления на элемент поверхности всегда направлена перпендикулярно этому элементу.

Так как нижние части тела находятся на большей глубине, чем верхние, давление на них больше. Векторное сложение всех сил давления, действующих на поверхность тела, дает ненулевую результирующую силу. Горизонтальные составляющие сил давления, действующие на боковые поверхности, взаимно компенсируют друг друга. Вертикальные составляющие создают результирующую силу, направленную вверх, так как сила давления на нижнюю часть тела больше, чем на верхнюю.

Эта результирующая сила и называется силой Архимеда. Таким образом, сила Архимеда по определению является результирующей силой гидростатического давления, а значит, она равна ей и по модулю, и по направлению.

Ответ: да, можно утверждать, что сила Архимеда равна результирующей силе гидростатического давления по модулю и по направлению, поскольку это является ее физическим определением.