1. Виштовхувальна сила
Підвісимо до коромисла терезів дві однакові кулі. Оскільки маси куль є рівними, терези будуть зрівноважені (рис. а). Підставимо під праву кулю порожню посудину (рис. б). Наллємо в посудину воду і побачимо, що рівновага терезів порушиться (рис. в) — якась сила намагається виштовхнути кулю з води.
Звідки береться ця сила?
Розглянемо занурений у рідину кубик.
Сили гідростатичного тиску F3 і F4 протилежні за напрямком і рівні за значенням (площі бічних граней однакові, і грані розташовані на однаковій глибині).
Такі сили зрівноважують одна одну. Вони не виштовхують брусок угору, а тільки стискають його з боків.
Сили F1 і F2 не зрівноважують одна одну.
F1=p1S F2=p2S
S — площа грані
p1=рідgh1
p2=рідgh2
h2>h1 p2>p1
F2>F1
На тіло, занурене у рідину, діє виштовхувальна сила, напрямлена вертикально вгору. Її існування зумовлене різницею тисків на нижню і верхню грані тіла.
Fвишт=F2-F1
2. Архімедова сила
Виштовхувальну силу, яка діє на тіло в рідині або в газі, називають також архімедовою силою.
Fарх=F2-F1
F1=p1S=рідgh1S
F2=рідgh2S
Fарх=рідgh1S-рідgh2S=рідgS(h2-h1)
h2-h1=h (висота кубика)
Fарх=рідgSh
V=Sh
Fарх=рідgV
рідV=mрід (маса рідини в об’ємі кубика)
Fарх=mрідg=Pрід
Архімедова сила дорівнює вазі рідини в об’ємі кубика: Fарх=Pрід
Закон Архімеда:
На тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі рідини або газу в об'ємі зануреної частини тіла.
Fарх=рід(газу)gVзан
Архімедова сила прикладена до центра зануреної частини тіла і напрямлена вертикально вгору.
