Нетрудно догадаться, что тело большого размера (объёма) вытеснит значительно больше воды, чем маленькое тело одинакового с ним веса и если утюг «раскатать» в достаточно тонкий лист фольги, то, аккуратно опущенный на поверхность воды, он будет на ней держаться.
Железные суда проектируют и строят с таким расчётом, чтобы при погружении они вытесняли огромное количество воды, вес которой равен их весу в загруженном состоянии (это называется водоизмещением корабля). В этом случае на них будет действовать выталкивающая архимедова сила соответствующей величины. Вот одна из причин, почему корабли не тонут.
Можно объяснить, почему корабли не тонут, немного по-другому: тела, плотность которых меньше плотности воды, свободно плавают по её поверхности. Корабль внутри имеет множество пустых, наполненных воздухом помещений и средняя его плотность значительно меньше плотности воды. Поэтому корабли не тонут.
Определим сперва скорость, с которой тело упало в воду:
v=sqrt(2gh1)=sqrt(20*5)=10м/c
Определим ускорение, с которым тело тормозилось в воде:
v0^2=2a*h2
a=100/8=12.5 м/с^2
Теперь. В воде действовали две силы - сила Архимеда и сила тяжести, и итоговая сила сперва тормозила тело, а затем выталкивала его из воды(т.е. сила архимеда больше). Найдем плотность тела:
Fa-Ft=ma
pжgV-mg=ma
9*10^3*m/p - mg=ma
сократим на m:
9*10^3/p - 10 = 12.5
p=9*10^3/22.5=400
Плотность тела = 400 кг/м^3.
Теперь определим скорость, которую тело будет иметь к моменту всплытия:
v=sqrt(2a*h2)=10 м/c.
