Что произойдет с глубиной погружения и с силой Архимеда, если мы заменим прямоугольный брусок из древесины плотностью

Для решения этой задачи нам понадобятся некоторые физические законы. Рассмотрим закон Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила Архимеда, равная весу вытесненной жидкости. Это означает, что сила Архимеда равна произведению плотности жидкости, объема вытесненной жидкости и ускорения свободного падения.

Также важно помнить, что глубина погружения тела в жидкость зависит от отношения плотности тела к плотности жидкости. Отношение плотности тела к плотности жидкости называется относительной плотностью и обозначается буквой $\rho$.

Для решения задачи, надо узнать, как изменятся глубина погружения и сила Архимеда при замене прямоугольного бруска плотностью 450 кг/м³ на другой брусок того же объема, но плотностью 550 кг/м³.

Поскольку объемы вытесненной жидкости в обоих случаях одинаковы (площадь основания и высота бруска не изменяются), остается только рассмотреть, как изменится сила Архимеда.

Сначала определим относительную плотность для двух брусков:

Для первого бруска:
$${\rho }_1=\frac{450\text{кг/м³}}{\text{плотность воды}}=\frac{450\text{кг/м³}}{1000\text{кг/м³}}=0,45$$

Для второго бруска:
$${\rho }_2=\frac{550\text{кг/м³}}{\text{плотность воды}}=\frac{550\text{кг/м³}}{1000\text{кг/м³}}=0,55$$

Теперь можно сравнить относительные плотности. Известно, что глубина погружения тела в жидкость обратно пропорциональна относительной плотности. Это значит, что чем больше относительная плотность, тем меньше глубина погружения.

Составим соответствие:
$$\begin{array}{rl}{\rho }_1=0,45& :\text{более глубокое погружение}\\ {\rho }_2=0,55& :\text{менее глубокое погружение}\end{array}$$

Для силы Архимеда справедливо, что она пропорциональна относительной плотности. То есть, чем больше относительная плотность, тем больше сила Архимеда, и наоборот.

Составим соответствие:
$$\begin{array}{rl}{\rho }_1=0,45& :\text{сила Архимеда будет меньше}\\ {\rho }_2=0,55& :\text{сила Архимеда будет больше}\end{array}$$

Таким образом, при замене бруска с плотностью 450 кг/м³ на брусок с плотностью 550 кг/м³ уровень погружения станет меньше, а сила Архимеда увеличится.

Будьте внимательны при работе с относительными плотностями и всегда проверяйте правильность практических решений!