Определить выталкивающую силу действующую на деревянный плот объемом 12 м3 погружённый в воду на половину своего объёма

Задача: определить выталкивающую силу на деревянный плот объемом 12 м³, погружённый в воду на половину своего объёма.

Условия и допущения:

• Применяем принцип Архимеда: выталкивающая сила равна весу вытесненной воды.
• Плотность воды (чистая вода при нормальных условиях): ρ воды ≈ 1000 кг/м³.
• Ускорение свободного падения g ≈ 9.81 м/с².
• Нас интересует объем вытеснённой воды — это половина объёма плота: V_sub = 0.5 · 12 м³ = 6 м³.

Решение по шагам:

1. Найти объём вытеснённой воды: V_sub = 6 м³.
2. Выталкивающая сила по Архимеду: F_b = ρ воды · g · V_sub.
3. Подстановка значений: F_b = 1000 кг/м³ · 9.81 м/с² · 6 м³ = 58,860 Н.

Ответ:

• Выталкивающая сила примерно равна 58,9 кН (≈ 5.886 × 10^4 Н) вверх.

Дополнительный комментарий:

• Эта величина не зависит от того, из какого дерева плот, а зависит только от объёма вытесняемой воды. Если масса самого плота такова, чтобы его вес равнялся F_b, плот будет плавать с половиной объёма над водой. Например, если плот имеет плотность около 500 кг/м³ (ρ_плота ≈ 0.5 ρ воды), то вес плота W = ρ_плота · V · g = 500 · 12 · 9.81 ≈ 58,8 кН, что совпадает с F_b на половину погружения.