выталкивающую силу, или силу архимеда, можно вычислить. особенно легко это сделать для тела, стороны которого прямоугольники (прямоугольного параллелепипеда). например, такую форму имеет брусок.
поскольку боковые силы давления жидкости можно не учитывать, так как они взаимно уничтожаются (их равнодействующая равна нулю), то рассматриваются только силы давления воды, действующие на нижнюю и верхнюю поверхности. если тело не полностью погружено в воду, то есть только сила давления воды, действующая снизу. она единственная, которая создает выталкивающую силу.
давление жидкости на глубине h определяется формулой:
p = ρgh
сила давления определяется формулой:
f = ps
заменив давление во второй формуле на равную ему правую часть из первой формулы, получим:
f = ρghs
2) Импульс тела определяется как: p=mv, m-масса тела, v-его скорость.
Посчитаем массу автомобиля, когда бак полностью заполнен водой:
m=M+ρV, ρ-плотность воды (1000 кг/м³), V- объем бака.
m=4000 кг + 1000 кг/м³*4 м³ = 8000 кг = 8 т.
а) Переведем скорость в СИ: 18 км/ч = 18*1000/3600 = 5 м/с.
p=mv = 8000 кг * 5 м/с = 40 000 кг*м/с.
б) Переведем скорость в СИ: 54 км/ч = 54*1000/3600 = 15 м/с.
p=mv = 4000 кг * 15 м/с = 60 000 кг*м/с.
3) Запишем изменение импульса для шарика:
Δp=p₁-p₀ - здесь Δp, p₀, p₁ - вектора.
Где начальный импульс p₀=+mv₀, p₁=-mv₀.
|Δp| = mv₀-(-mv₀)=2mv₀=2*0.02 кг*5 м/с = 0,2 кг*м/с.
Сила через изменение импульса за время Δt:
F = |Δp|/Δt = 0,2 кг*м/с/0.1 c = 2 Н.
