Главная >> Физика 7 класс. Генденштейн

§ 22. Выталкивающая сила. Закон Архимеда

Выталкивающая сила

Попробуйте утопить в воде накачанный мяч. Вы почувствуете, что вода упрямо выталкивает мяч. Какова же природа этой силы, которую так и называют — выталкивающей?

Со стороны воды на мяч действует только сила давления воды. Значит, выталкивающая сила — это равнодействующая сил давления, действующих на все участки погружённой в воду поверхности мяча.

Для небольшого мяча выталкивающая сила невелика. Но она может быть и огромной: она держит на плаву океанские суда и даже ледяные горы — айсберги (рис. 22.1). Выталкивающая сила на рисунках показана красной стрелкой. Мы обозначили эту силу _A, потому что её часто называют силой Архимеда, так как первым изучал её древнегреческий учёный Архимед в 3-м веке до н. э.

Если тело плавает в воде (как пловец, судно или айсберг), то выталкивающая сила уравновешивает силу тяжести _T. Для плавающего тела вода — надёжная опора, хотя она и мягче пуха.

Рис. 22.1. Выталкивающая сила, действующая со стороны воды, держит на плаву огромный океанский лайнер (а) и айсберг (б)

Чему равна выталкивающая сила, действующая на пловца массой 60 кг?

Почему вода может давить вверх?

Может показаться странным, что вода может давить вверх. Но вспомните: сила давления жидкости направлена всегда перпендикулярно поверхности. Поэтому равнодействующая сил давления, действующих, например, на участки дна корабля, направлена вверх. А эта равнодействующая и есть сила Архимеда.

Действует ли сила Архимеда на тело, которое тонет в воде?

Ответ на этот вопрос даст опыт.

ПОСТАВИМ ОПЫТ

Подвесим к мягкой пружине металлический цилиндр (рис. 22.2, а). Измерим длину растянутой пружины и подставим под цилиндр сосуд с водой так, чтобы цилиндр полностью погрузился в воду. Мы заметим, что удлинение пружины при этом уменьшилось (рис. 22.2, б). А это означает, что сила Архимеда действует и на полностью погружённое в воду тело!

Рис. 22.2. При погружении металлического цилиндра в воду удлинение пружины уменьшилось (это показано красной стрелкой)

Чтобы понять, почему выталкивающая сила действует на тело, полностью погружённое в жидкость, надо вспомнить, что давление жидкости увеличивается с глубиной. Поэтому на нижнюю поверхность тела жидкость давит с большей силой, чем на верхнюю поверхность.