Давайте рассмотрим ситуацию, когда тело подвешено на пружине и полностью погружено в воду, а затем вынимается из жидкости. Мы проанализируем, как изменяются удлинение пружины, вес тела и сила Архимеда в каждом из этих случаев.
1. Удлинение пружины:
- Когда тело находится в воздухе, пружина удлиняется на величину, равную отношению веса тела к жесткости пружины (F = k * x, где F - сила, k - жесткость, x - удлинение).
- Когда тело погружается в воду, на него начинает действовать сила Архимеда, которая направлена вверх и равна весу вытесненной воды. Это приводит к уменьшению силы, действующей на пружину.
- Таким образом, удлинение пружины уменьшается, когда тело погружается в воду.
- Когда тело вынимается из воды, сила Архимеда перестает действовать, и удлинение пружины увеличивается обратно до исходного значения, равного весу тела в воздухе.
2. Вес тела:
- Вес тела (сила тяжести) остается постоянным и не зависит от того, находится ли тело в воде или в воздухе. Он определяется массой тела и ускорением свободного падения (W = m * g).
- Таким образом, вес тела не изменяется ни в воде, ни в воздухе.
3. Сила Архимеда:
- Сила Архимеда определяется как вес вытесненной жидкости и равна произведению объема погруженной части тела на плотность жидкости и ускорение свободного падения (F_A = V * ρ * g).
- Когда тело полностью погружено в воду, сила Архимеда достигает максимального значения, равного весу вытесненной воды.
- Когда тело вынимается из воды, сила Архимеда уменьшается до нуля, так как тело больше не погружено в жидкость.
В итоге:
- Удлинение пружины: уменьшается в воде, увеличивается при вынимании.
- Вес тела: не изменяется.
- Сила Архимеда: увеличивается в воде, уменьшается до нуля при вынимании.