Какова сила выталкивания на бидон с водой, когда он находится в воде наполовину? И как меняется эта сила в зависимости

Сила выталкивания на бидон с водой можно определить с помощью закона Архимеда. Этот закон утверждает, что на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости.

Пусть масса бидона с водой равна \( m \), а объем вытесненной воды равен объему полностью погруженного тела, то есть \( V_p = \frac{V_{\text{бидон}}}{2} \), где \( V_{\text{бидон}} \) - полный объем бидона.

Тогда выталкивающая сила, \( F_{\text{выт}} \), будет равна весу вытесненной жидкости, а вес вытесненной жидкости равен ее объему, умноженному на плотность жидкости \( \rho \), и умноженному на ускорение свободного падения \( g \).

Закон Архимеда можно записать следующим образом:

\[ F_{\text{выт}} = \rho \cdot V_p \cdot g \]

С учетом наших объяснений выше, подставляем значения:

\[ F_{\text{выт}} = \rho \cdot \left( \frac{V_{\text{бидон}}}{2} \right) \cdot g \]

Вот таким образом мы можем выразить выталкивающую силу на бидон с водой, находящийся в воде наполовину.

Чтобы ответить на вторую часть вопроса, о том, как изменяется сила выталкивания в зависимости от глубины погружения тела в жидкость, необходимо учитывать, что объем вытесненной жидкости прямо пропорционален глубине погружения.

Таким образом, если \( V_p \) - объем вытесненной жидкости, и \( h \) - глубина погружения тела в жидкость, то можно записать следующее соотношение:

\[ V_p = V_{\text{бидон}} \cdot h \]

Подставим это значение в нашу формулу выталкивающей силы:

\[ F_{\text{выт}} = \rho \cdot (V_{\text{бидон}} \cdot h) \cdot g \]

Итак, сила выталкивания будет пропорциональна объему вытесненной жидкости, который в свою очередь пропорционален глубине погружения тела в жидкость. Таким образом, чем глубже тело погружено, тем большей силой оно будет выталкиваться из-за увеличения объема вытесненной жидкости.