ID: 00019222
Почему выталкивающая сила, действующая на одно и то же тело, в газах во много раз меньше, чем в жидкостях?
Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина
Решение:
Выталкивающая сила считается по формуле Архимеда:
$$F_A=\rho_{\text{среды}}\, g\, V,$$
где $\rho_{\text{среды}}$ — плотность жидкости или газа, $V$ — объём погружённой части тела.
Для одного и того же тела объём $V$ не меняется, $g$ тоже постоянна. Значит, сила зависит только от плотности среды.
Плотность воздуха $\rho_{\text{возд}}\approx 1{,}3\ \text{кг/м}^3$, а плотность воды $\rho_{\text{воды}}=1000\ \text{кг/м}^3$ — примерно в $800$ раз больше. Поэтому и архимедова сила в воздухе во столько же раз меньше, чем в воде.
Ответ: потому что плотность газа во много раз меньше плотности жидкости, а выталкивающая сила прямо пропорциональна плотности среды.
Выталкивающая (архимедова) сила равна $F_A=\rho g V$. Объём тела $V$ и $g$ одни и те же, поэтому сила зависит только от плотности среды $\rho$. Плотность газов (например, воздуха $\approx 1{,}3\ \text{кг/м}^3$) в сотни и тысячи раз меньше плотности жидкостей (вода $1000\ \text{кг/м}^3$). Во столько же раз меньше и выталкивающая сила в газе.