4. Одно и то же тело плавает в двух разных жидкостях (рис. 16... У какой жидкости плотность больше и почему? Каково соотношение между силой тяжести, действующей на тело, и выталкивающей силой в каждом случае?

Анализ:

На рисунке видно, что одно и то же тело плавает в двух разных жидкостях. В первой жидкости оно погружено в большей степени, чем во второй.

Плотность жидкости:

• У жидкости, где тело погружено меньше, плотность больше.
• Объяснение: Когда тело плавает, выталкивающая сила равна силе тяжести, действующей на тело. F_A = F_тяж. Сила Архимеда рассчитывается по формуле: F_A = ρ_{жидкости} * g * V_погр, где ρ_{жидкости} — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, V_погр — объем погруженной части тела.
• Так как сила тяжести (вес тела) одинакова в обоих случаях, а объем погруженной части тела во второй жидкости меньше, то плотность жидкости во втором случае должна быть больше, чтобы выталкивающая сила уравновешивала вес тела.

Соотношение сил:

• В каждом случае, когда тело плавает, выталкивающая сила равна силе тяжести, действующей на тело.
• F_A1 = F_тяж
• F_A2 = F_тяж
• Таким образом, F_A1 = F_A2 = F_тяж.