Механика — Задание 19 ОГЭ по физике №00048721

Что тут происходит: корабль с тем же грузом выходит из реки в море. Вода стала солёной, то есть плотнее. Нужно понять, изменилась ли выталкивающая сила.

Шаг 1 — корабль плавает. И в реке, и в море корабль плавает: не тонет и не выскакивает из воды, а по вертикали находится в равновесии. Значит, выталкивающая (архимедова) сила уравновешивает силу тяжести корабля:

$$F_{\text{А}}=mg.$$

Шаг 2 — что с силой тяжести. Масса корабля с грузом при переходе из реки в море не меняется, $g$ тоже прежнее. Значит, сила тяжести осталась той же, а вместе с ней и выталкивающая сила.

Шаг 3 — а как же плотность? По закону Архимеда $F_{\text{А}}=\rho_{\text{ж}}gV_{\text{погр}}$. В море плотность воды больше, но корабль в солёной воде сидит чуть мельче — объём его подводной части $V_{\text{погр}}$ уменьшается. Плотность выросла, объём уменьшился, и произведение $\rho_{\text{ж}}V_{\text{погр}}$ осталось прежним.

Вывод: выталкивающая сила, действующая на корабль, не изменится.

Проверим себя: если бы в море сила выросла, она оказалась бы больше силы тяжести, и корабль начал бы подниматься из воды — пока его подводная часть не уменьшится и силы снова не сравняются. Именно так и происходит, поэтому в итоге сила та же.