Поведение тела в жидкости (или газе) зависит от соотношения между силой тяжести, действующей на тело, и выталкивающей силой (силой Архимеда), действующей на тело.
Условие: Сила тяжести тела больше выталкивающей силы. Это происходит, когда плотность тела больше плотности жидкости.
\( F_{тяжести} > F_{Архимеда} \)
\( ρ_{тела} > ρ_{жидкости} \)
Пример: Камень, брошенный в воду, тонет, так как его плотность больше плотности воды.
Условие: Сила тяжести тела меньше выталкивающей силы. Это происходит, когда плотность тела меньше плотности жидкости.
\( F_{тяжести} < F_{Архимеда} \)
\( ρ_{тела} < ρ_{жидкости} \)
Пример: Кусок дерева, брошенный в воду, всплывает, так как его плотность меньше плотности воды.
Условие: Сила тяжести тела равна выталкивающей силе. Это происходит, когда плотность тела равна плотности жидкости.
\( F_{тяжести} = F_{Архимеда} \)
\( ρ_{тела} = ρ_{жидкости} \)
Пример: Подводная лодка может регулировать свою плотность, чтобы плавать на любой глубине. Если плотность подводной лодки равна плотности воды, она будет плавать в толще воды.
Это частный случай, когда плотность тела меньше плотности жидкости, но часть тела находится над поверхностью. Выталкивающая сила равна силе тяжести только для той части тела, которая погружена в жидкость.
Пример: Корабль сделан из металла, который намного плотнее воды. Однако его форма позволяет ему вытеснять большой объем воды, создавая достаточную выталкивающую силу, чтобы удерживаться на плаву. Часть корабля находится над водой.