Что будет если тело целиков погрузить в жидклсть

Краткий ответ При полном погружении тела в жидкость действует подъемная сила Архимеда, направленная вверх. Она равна весу вытеснённой жидкостью. Масса тела не меняется, вес гравитационный mg остаётся тем же, но ощущаемый вес тела в жидкости (аппаратированный вес) уменьшается на величину подъемной силы Fb. Если плотность тела больше плотности жидкости, тело будет уходить ко дну; если меньше — подниматься вверх; при равной плотности оно станет нейтрально плавучим и может долго находиться под водой.

Пошаговое объяснение

1. Вводные величины

• Объем тела: V
• Масса тела: m = ρ_body · V
• Плотность жидкости: ρ_fluid
• Ускорение свободного падения: g

2. Подъемная сила Архимеда

• Fb = ρ_fluid · g · V
• Fb действует вверх.

3. Вес тела

• Истинный вес (гравитационная сила): W = m · g = ρ_body · V · g

4. Аппаратируемый вес в жидкости

• Аппаратируемый вес W_app = W − Fb = g · V · (ρ_body − ρ_fluid)

5. Силы и движение

• Сила, ускоряющая тело вниз: F_down = W − Fb = gV(ρ_body − ρ_fluid)
• Направление движения зависит от разности плотностей:
  • если ρ_body > ρ_fluid: тело тонет (F_down > 0)
  • если ρ_body = ρ_fluid: нейтральная плавучесть (нет ускорения)
  • если ρ_body < ρ_fluid: тело поднимается вверх (F_down < 0)

6. Пример с числами (для наглядности)

• Объем V = 0,002 м³
• Плотность воды ρ_fluid = 1000 кг/м³
• Плотность тела ρ_body = 2500 кг/м³
• m = ρ_body · V = 2500 × 0,002 = 5 кг
• W = m g ≈ 5 × 9,8 ≈ 49 N
• Fb = ρ_fluid g V ≈ 1000 × 9,8 × 0,002 ≈ 19,6 N
• W_app = W − Fb ≈ 49 − 19,6 ≈ 29,4 N (аппаратируемый вес меньше гравитационного)
• Если тело свободно движется, F_net = W − Fb ≈ 29,4 N вниз, и ускорение a = F_net / m ≈ 29,4 / 5 ≈ 5,9 м/с² вниз.

7. В ответ на задачу в учебнике

• В утверждении “Тело, погружённое целиком в жидкость” верны: действует сила Архимеда, масса тела не изменяется.
• Неправильное утверждение (если речь о весе тела в жидкости): вес тела не изменяется. Истинно, что гравитационный вес mg не меняется, но его «ощущаемый» вес в жидкости уменьшается на Fb. Поэтому формулировка 4 в вариантах задачи обычно считается неверной.

Если нужно, могу привести ещё один численный пример под конкретные числа (объём, плотности) или разобрать задачу по аналогии с вашим заданием.