Гидростатика — Задание 6 ЕГЭ по физике №00025511

Деревянный брусок плавает на поверхности воды, частично погружённый. Теперь его переносят в подсолнечное масло, плотность которого меньше плотности воды.

Сила Архимеда. Пока брусок плавает (не тонет и не всплывает целиком над поверхностью), выполняется условие плавания: сила Архимеда всегда равна весу самого бруска, независимо от того, в какой жидкости он находится, — ведь брусок неподвижен и его вес компенсируется выталкивающей силой. Вес бруска не изменился, значит, и сила Архимеда не изменится.

Глубина погружения. Сила Архимеда равна $F_A=\rho_{ж}gV_{погр}$, где $V_{погр}$ — объём погруженной части. Поскольку сила Архимеда осталась той же самой, а плотность масла $\rho_{масло}$ меньше плотности воды $\rho_{в}$, для сохранения того же произведения $\rho_{ж}V_{погр}$ погружённый объём должен вырасти: $V_{погр}=\dfrac{F_A}{\rho_{ж}g}$. Раз в знаменателе плотность меньше — объём (а значит, и глубина погружения) больше. Глубина погружения увеличится.

И всё сходится: чтобы «набрать» тот же вес выталкивающей жидкости, менее плотному маслу приходится «одолжить» бруску больше своего объёма — вот он и тонет глубже.