Семиклассник Митя решил заняться дайвингом, но на первом занятии с большим трудом смог приподнять баллон с дыхательной смесью. Инструктор успокоил Митю, объяснив, что баллон «будет весить в воде меньше», и Митя с ним уже сможет справиться. Подскажите Мите, на сколько изменится сила, которую ему придётся прилагать для удержания баллона при его полном погружении под воду? Внешний объём баллона составляет 5 литров, плотность воды 1000 кг/м³. Ответ дайте в Ньютонах.

Решение:

Изменится сила, которую придётся прилагать, на величину выталкивающей силы (силы Архимеда), действующей на баллон. Выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости.

1. Переведём объём баллона из литров в кубические метры: \( V = 5 \text{ л} = 0.005 \text{ м}^3 \).
2. Рассчитаем выталкивающую силу по формуле: \( F_A = \rho \cdot g \cdot V \), где \( \rho \) — плотность воды (1000 кг/м³), \( g \) — ускорение свободного падения (примем \( g \approx 10 \text{ м/с}^2 \)), \( V \) — объём погруженной части тела (весь баллон).
3. \( F_A = 1000 \text{ кг/м}^3 \cdot 10 \text{ м/с}^2 \cdot 0.005 \text{ м}^3 = 50 \text{ Н} \).

Сила, которую придётся прилагать для удержания баллона, уменьшится на величину выталкивающей силы.

Ответ: 50 Н.