629. Плавающий на воде деревянный брусок вытесня- ет воду объемом 0,72 м³, а будучи погруженным в воду целиком — 0,9 м³. Определите выталкивающие силы, действующие на брусок. Объясните, почему различны эти силы.

Решение:

1. Найдем выталкивающую силу, когда брусок плавает:

Когда брусок плавает, выталкивающая сила равна весу вытесненной воды:

\[ F_{A1} = \rho_{\text{воды}} \cdot g \cdot V_{\text{вытесн1}} = 1000 \,\text{кг/м}^3 \cdot 9.8 \,\text{м/с}^2 \cdot 0.72 \,\text{м}^3 = 7056 \,\text{Н} \]

2. Найдем выталкивающую силу, когда брусок полностью погружен:

Когда брусок полностью погружен, выталкивающая сила равна весу вытесненной воды, объем которой равен объему бруска:

\[ F_{A2} = \rho_{\text{воды}} \cdot g \cdot V_{\text{вытесн2}} = 1000 \,\text{кг/м}^3 \cdot 9.8 \,\text{м/с}^2 \cdot 0.9 \,\text{м}^3 = 8820 \,\text{Н} \]

3. Объяснение различия сил:

Выталкивающие силы различны, потому что в первом случае брусок плавает, и выталкивающая сила уравновешивает только вес бруска. Во втором случае брусок полностью погружен, и объем вытесненной воды больше, чем в первом случае, поэтому и выталкивающая сила больше.

Ответы:

• Выталкивающая сила, когда брусок плавает: 7056 Н
• Выталкивающая сила, когда брусок полностью погружен: 8820 Н
• Различие в силах обусловлено разным объемом вытесненной воды.

Проверка за 10 секунд: Сравнили выталкивающие силы в двух случаях и объяснили разницу объемом вытесненной воды.

Доп. профит: Уровень Эксперт - При плавании тела выталкивающая сила равна силе тяжести, действующей на тело. При полном погружении выталкивающая сила больше, чем сила тяжести, если плотность тела меньше плотности жидкости.