Сила Архимеда

[zklb]

В разных ресурах я читаю, что сила Архимеда приложена к центру тяжести погруженного в жидкость тела. Это вызывает у меня сомнения. Силу Архимеда рисуют в виде стрелочек, приложенных к поверхности тела со всех сторон и перпендикулярных к ней в точке приложения. А если тело будет представлять собой, например, неоднородный куб, плотность которого меняется от одной грани к другой? Центр тяжести куба будет смещен к более плотной части, но стрелочки силы Архимеда не поменяют своего положения, так как окружающая куб жидкость не претерпит изменений. Выходит, сила Архимеда приложена не к центру тяжести тела, а к его геометрическому центру, определяемому формой. Прав ли я?

Другой сомнительный для меня момент: почему сила Архимеда не рассматривается, если тело плотно примыкает ко дну сосуда, и рассматривается, если тело плотно "примыкает" к поверхности жидкости?

Третий момент - допустим, на пустую жестяную банку на большой глубине действует сила Архимеда. Будет ли эта сила, как ее еще называют, давления, сминать банку, или только поднимать ее вверх? И будет ли нижняя часть более сильно продавлена внутрь, чем верхняя? Или смятие банки вообще не относится к силе Архимеда? Какую форму будет иметь банка (см. рис.)?

[zam2]

Source of the post Выходит, сила Архимеда приложена не к центру тяжести тела, а к его геометрическому центру, определяемому формой. Прав ли я?

Прав. Архимедова сила есть равнодействующая сил давления жидкости на твердое тело и приложена к центру давления, то есть, к центру погруженного объема.

Source of the post Какую форму будет иметь банка?

Вариант "c".

[grigoriy]

Source of the post
Другой сомнительный для меня момент: почему сила Архимеда не рассматривается, если тело плотно примыкает ко дну сосуда, и рассматривается, если тело плотно "примыкает" к поверхности жидкости?

Для простоты рассмотрим куб, боковые грани которого вертикальны (или верхняя и нижняя - горизонтальны ).
В данном случае сила Архимеда есть разность сил давлений на верхнюю и нижнюю грани -
от нижней силы (большей) отнимаем верхнюю (меьшую) и получаем положительное число -
силу, направленную вверх.

Плотное примыкание нижней грани к дну означает, что жидкость не соприкасается с гранью,
а значит и нет давления на нижнюю грань. Как если бы куб являлся единым целым с сосудом,
наростом на дне. От нижней силы (ноль) отнимаем верхнюю (больше нуля) и получаем
отрицательное число - силу, направленную вниз, а это, согласитесь, не выталкивающая сила.

Примыкание к поверхности: от нижней силы (больше нуля) отнимаем верхнюю (ноль) и получаем
положительное число - силу, направленную вверх.

Случай двойного примыкания рассмотрите самостоятельно.

[sergeyn91]

Source of the post
Выходит, сила Архимеда приложена не к центру тяжести тела, а к его геометрическому центру, определяемому формой. Прав ли я?

Вероятно существуют тела лишенные геометрического центра? К какой тогда точке будет приложена сила Архимеда при погружении такого тела в жидкость или газ?

[grigoriy]

Source of the post
Вероятно существуют тела лишенные геометрического центра?

У проектировщиков судов есть такие понятия: "центр тяжести" и "центр выталкивания".
Судно проектируется и эксплуатируется так, чтобы "центр выталкивания" всегда
был выше "центра тяжести". Иначе возникнет опрокидывающий момент.

[sergeyn91]

Source of the post
У проектировщиков судов есть такие понятия: "центр тяжести" и "центр выталкивания".
Судно проектируется и эксплуатируется так, чтобы "центр выталкивания" всегда
был выше "центра тяжести". Иначе возникнет опрокидывающий момент.

Вот это уже непонятно... Что такое центр выталкивания?

[sergeyn91]

Source of the post
Третий момент - допустим, на пустую жестяную банку на большой глубине действует сила Архимеда. Будет ли эта сила, как ее еще называют, давления, сминать банку, или только поднимать ее вверх? И будет ли нижняя часть более сильно продавлена внутрь, чем верхняя? Или смятие банки вообще не относится к силе Архимеда? Какую форму будет иметь банка (см. рис.)?

Банку будет сминать сила по величине равная силе Архимеда. Нижняя и верхняя поверхности банки будут сдеформированны одинаково. Правильный ответ на вашем рисунке - b.

Source of the post
Вариант "c".

Неправильный, а правильный b.

[grigoriy]

Source of the post
Банку будет сминать сила по величине равная силе Архимеда.

Неверно. Представьте глубину, скажем, 10м и 10км. Из-за малой сжимаемости воды сила Архимеда
будет почти одна и та же, а сжимающая сила?

Центр выталкивания. Заполните мысленно часть судна, находящуюся ниже уровня воды,
веществом с одинаковым распределением плотности по всему объему.
Вот центр тяжести этой погруженной части и будет центром выталкивания.

Source of the post
Неправильный, а правильный b.

Серега, не надо спорить.

[sergeyn91]

Source of the post
Серега, не надо спорить.

А если мне кажется, что я прав?

Source of the post
Неверно. Представьте глубину, скажем, 10м и 10км. Из-за малой сжимаемости воды сила Архимеда
будет почти одна и та же, а сжимающая сила?

Сила Архимеда имеет вертикальное направление! А сжатие тела под водой или в газе происходит в двух направлениях - в вертикальном и в горизонтальном. На разных глубинах будет одинаковое сжатие в вертикальном направлении и разное в горизонтальном направлении.
По величине сила Архимеда равна весу вытесненной телом воды, значит на разных глубинах в воде или в газе в вертикальном направлении тело будет сжиматься в одинаковой степени. А вот степень сжатия тела в горизонтальном направлении зависит от глубины погружения тела!

[grigoriy]

Source of the post
А если мне кажется, что я прав?

Креститься надо, не знаете, что-ли?

Сила Архимеда имеет вертикальное направление! А сжатие тела под водой или в газе происходит в двух направлениях - в вертикальном и в горизонтальном. На разных глубинах будет одинаковое сжатие в вертикальном направлении и разное в горизонтальном направлении.
По величине сила Архимеда равна весу вытесненной телом воды, значит на разных глубинах в воде или в газе в вертикальном направлении тело будет сжиматься в одинаковой степени. А вот степень сжатия тела в горизонтальном направлении зависит от глубины погружения тела!

Глубина ваших рассуждений очень сильно отстает от глубины погружения тела.
Это я так, предельно мягко...