Existența presiunii hidrostatice duce la faptul că o forță de plutire acționează asupra oricărui corp într-un lichid sau gaz. Pentru prima dată, valoarea acestei forțe în lichide a fost determinată experimental de Arhimede. Legea lui Arhimede este formulat astfel: un corp scufundat într-un lichid sau gaz este supus unei forțe de plutire egală cu greutatea cantității de lichid sau gaz deplasat de partea imersată a corpului.

Luați în considerare derivarea teoretică a legii lui Arhimede. Se toarnă un lichid într-un vas și se scufundă un corp în formă de cub. Muchia cubului este egală cu l. Fața superioară a cubului se află la adâncimea h față de suprafața lichidului, iar fața inferioară se află la adâncimea h+l. Lichidul exercită presiune pe toate fețele cubului. În acest caz, forțele de presiune care acționează pe fețele laterale ale cubului sunt compensate reciproc. Forța de presiune descendentă F 1 acționează pe fața superioară a cubului, al cărui modul

F1=r w ghS (5,6)

unde r W este densitatea lichidului; S este aria feței cubului. Pe faţa inferioară a cubului acţionează o forţă de presiune ascendentă F 2, al cărui modul

F 2 \u003d r g g (h + l) S. (5,7)

De la h 1 2, adică rezultanta acestor două forţe este îndreptată vertical în sus şi este împingând afară (arhimedean) forta:

F A \u003d F 2 -F 1 (5,8)

Înlocuind (5.6) și (5.7) în (5.8), aflăm că modulul forței arhimediene

F a =r x g l S=r x gV=P x (5,9)

unde V este volumul cubului (adică volumul de lichid deplasat de corpul scufundat); P w este greutatea fluidului deplasat. Prin urmare, forța de flotabilitate este modulo egală cu greutatea fluidului deplasat de partea scufundată a corpului.

Forța arhimediană F A se aplică corpului în centrul de masă al fluidului deplasat de corp și este îndreptată împotriva forței gravitaționale care acționează asupra acestui corp. (Trebuie amintit că legea lui Arhimede este valabilă numai în prezența gravitației. Nu se ține în condiții de imponderabilitate.)

Corpuri în stare de plutire

Comportarea unui corp într-un lichid sau gaz depinde de raportul dintre modulele gravitaționale F t și forța arhimediană F A care acționează asupra acestui corp. Următoarele trei cazuri sunt posibile:

1. F t >F A - corpul se scufundă;
2. F t \u003d F A - corpul plutește într-un lichid sau gaz;
3. F t A - corpul plutește până când începe să plutească.

Verificarea valabilității legii lui Arhimede pentru gaze

Cântare cu brațe egale sunt plasate sub clopotul pompei de vid, pe care sunt suspendate o bilă de sticlă goală de volum mare și o greutate, echilibrând greutatea acestei bile în aer. Dacă aerul este pompat de sub clopot, atunci echilibrul va fi perturbat și grinda de echilibru, pe care este suspendată mingea, va cădea. Să explicăm acest fenomen.

După cum sa menționat, greutatea P „w a mingii în aer a fost echilibrată de greutatea P” g a greutății în aer, adică P „w = P” g. Dar dacă legea lui Arhimede este valabilă, atunci atât mingea este valabilă. iar greutatea în aer sunt rezistență la plutire. Prin urmare, greutatea mingii în aer este R "w \u003d R w -F w, iar greutatea kettlebellului în aer R" g \u003d R g -F g, unde R g și R w sunt greutățile adevărate ale kettlebellului și mingii, adică greutățile lor în vid, iar F g și F w sunt forțe de flotabilitate arhimediene care acționează asupra greutății și, respectiv, asupra mingii.

Conform (5.9), F w \u003d r în gV w și F g \u003d r în gV g, unde r in este densitatea aerului, V w este volumul mingii, V g este volumul greutății. Deoarece V w >> V g, atunci forța de flotabilitate F w care acționează asupra mingii este mult mai mare decât forța de flotabilitate V g care acționează asupra greutății. Prin urmare, echilibrul mingii și greutatea observată în aer nu înseamnă că greutățile lor în vid sunt aceleași. De fapt, greutatea reală a mingii P w este mai mare decât greutatea reală a greutății P g. Acest lucru este dezvăluit imediat când aerul este pompat de sub clopotul pompei. Cântarul este dezechilibrat, mingea cade. Astfel, acest experiment demonstrează în mod clar valabilitatea legii lui Arhimede și pentru gaze.

Aeronautica se bazează pe utilizarea acțiunii forței arhimedice în gaze - zboruri ale aeronavelor, baloane etc.

Legea lui Arhimede este formulată astfel: asupra unui corp scufundat într-un lichid (sau gaz) acţionează o forţă de plutire, egală cu greutatea lichidului (sau gazului) deplasat de acest corp. Forța se numește puterea lui Arhimede:

unde este densitatea lichidului (gazului), este accelerația căderii libere și este volumul corpului scufundat (sau o parte din volumul corpului sub suprafață). Dacă corpul plutește la suprafață sau se mișcă uniform în sus sau în jos, atunci forța de plutire (numită și forța arhimediană) este egală în valoare absolută (și opusă în direcție) cu forța gravitațională care acționează asupra volumului de lichid (gaz). deplasat de corp și se aplică pe centrul de greutate al acestui volum.

Corpul plutește dacă forța lui Arhimede echilibrează forța de gravitație a corpului.

Trebuie remarcat faptul că corpul trebuie să fie complet înconjurat de lichid (sau să se intersecteze cu suprafața lichidului). Deci, de exemplu, legea lui Arhimede nu poate fi aplicată unui cub care se află pe fundul rezervorului, atingând ermetic fundul.

În ceea ce privește un corp care se află într-un gaz, de exemplu, în aer, pentru a găsi forța de ridicare, este necesar să se înlocuiască densitatea lichidului cu densitatea gazului. De exemplu, un balon cu heliu zboară în sus datorită faptului că densitatea heliului este mai mică decât densitatea aerului.

Legea lui Arhimede poate fi explicată folosind diferența de presiuni hidrostatice folosind exemplul unui corp dreptunghiular.

Unde P A , P B- puncte de presiune Ași B, ρ - densitatea lichidului, h- diferenta de nivel intre puncte Ași B, S este aria secțiunii transversale orizontale a corpului, V- volumul părții imersate a corpului.

18. Echilibrul unui corp într-un fluid în repaus

Un corp scufundat (complet sau parțial) într-un lichid suferă o presiune totală din partea lichidului îndreptată în sus și egală cu greutatea lichidului în volumul părții imersate a corpului. P tu esti t = ρ bine gV înmormântare

Pentru un corp omogen care plutește la suprafață, relația

Unde: V- volumul corpului plutitor; p m este densitatea corpului.

Teoria existentă a unui corp plutitor este destul de extinsă, așa că ne vom restrânge să luăm în considerare doar esența hidraulică a acestei teorii.

Se numește capacitatea unui corp plutitor, scos din echilibru, de a reveni la această stare stabilitate. Se numește greutatea lichidului luat în volumul părții scufundate a navei deplasare, și punctul de aplicare a presiunii rezultate (adică centrul de presiune) - centru de deplasare. În poziția normală a vasului, centrul de greutate Cuși centrul de deplasare d stați pe aceeași linie verticală O"-O", reprezentând axa de simetrie a navei și numită axă de navigație (Fig. 2.5).

Fie ca, sub influența forțelor externe, nava să se încline la un anumit unghi α, o parte a navei KLM a ieșit din lichid și o parte K"L"M" dimpotrivă, cufundat în ea. În același timp, s-a obținut o nouă poziție a centrului de deplasare d". Aplica la un punct d" forta de ridicare Rși își continuă linia de acțiune până când se intersectează cu axa de simetrie O"-O". Punct primit m numit metacentru, și segmentul mC = h numit înălțimea metacentrică. Presupunem h pozitiv dacă punctul m se află deasupra punctului C, iar negativ în caz contrar.

Orez. 2.5. Profil transversal al vasului

Acum luați în considerare condițiile pentru echilibrul vasului:

1) dacă h> 0, atunci nava revine la poziția inițială; 2) dacă h= 0, atunci acesta este un caz de echilibru indiferent; 3) dacă h<0, то это случай неостойчивого равновесия, при котором продолжается дальнейшее опрокидывание судна.

Prin urmare, cu cât centrul de greutate este mai jos și cu cât înălțimea metacentrică este mai mare, cu atât stabilitatea vasului este mai mare.

Datorită diferenței de presiune din lichid la diferite niveluri, apare o forță de plutire sau arhimediană, care se calculează prin formula:

Unde: V- volumul lichidului deplasat de corp sau volumul părții corpului scufundată în lichid, ρ - densitatea fluidului în care este scufundat corpul și, prin urmare, ρV este masa fluidului deplasat.

Forța arhimediană care acționează asupra unui corp scufundat într-un lichid (sau gaz) este egală cu greutatea lichidului (sau gazului) deplasat de corp. Această afirmație se numește legea lui Arhimede, este valabil pentru corpuri de orice formă.

În acest caz, greutatea corpului (adică forța cu care corpul acționează asupra suportului sau suspensiei) scufundat în lichid scade. Dacă presupunem că greutatea unui corp în repaus în aer este mg, și exact asta vom face în majoritatea problemelor (deși, în general vorbind, o forță foarte mică a lui Arhimede din atmosferă acționează și asupra unui corp în aer, deoarece corpul este scufundat în gaz din atmosferă), atunci următoarele importante formula poate fi derivată cu ușurință pentru greutatea unui corp într-un lichid:

Această formulă poate fi utilizată în rezolvarea unui număr mare de probleme. Ea poate fi amintită. Cu ajutorul legii lui Arhimede se realizează nu numai navigație, ci și aeronautică. Din legea lui Arhimede rezultă că dacă densitatea medie a corpului ρ t este mai mare decât densitatea lichidului (sau gazului) ρ (sau altfel mg > F A), corpul se va scufunda în fund. Dacă ρ t< ρ (sau altfel mg < F A), corpul va pluti pe suprafața lichidului. Volumul părții scufundate a corpului va fi astfel încât greutatea fluidului deplasat să fie egală cu greutatea corpului. Pentru a ridica un balon în aer, greutatea acestuia trebuie să fie mai mică decât greutatea aerului deplasat. Prin urmare, baloanele sunt umplute cu gaze ușoare (hidrogen, heliu) sau cu aer încălzit.

Corpuri de înot

Dacă corpul se află pe suprafața unui lichid (plutește), atunci doar două forțe acționează asupra lui (Arhimede în sus și gravitația în jos), care se echilibrează reciproc. Dacă corpul este scufundat într-un singur lichid, atunci scriind cea de-a doua lege a lui Newton pentru un astfel de caz și efectuând operații matematice simple, putem obține următoarea expresie relaționând volumele și densitățile:

Unde: V imersie - volumul părții imersate a corpului, V este volumul total al corpului. Cu ajutorul acestui raport, majoritatea problemelor corpurilor de înot sunt ușor de rezolvat.

Informații teoretice de bază

impulsul corpului

Impuls(impulsul) unui corp se numește mărime vectorială fizică, care este o caracteristică cantitativă a mișcării de translație a corpurilor. Elanul este notat R. Momentul unui corp este egal cu produsul dintre masa corpului și viteza acestuia, adică. se calculeaza prin formula:

Direcția vectorului impuls coincide cu direcția vectorului viteză al corpului (direcționat tangențial la traiectorie). Unitatea de măsură a impulsului este kg∙m/s.

Momentul total al sistemului de corpuri egală vector suma impulsurilor tuturor corpurilor sistemului:

Modificarea impulsului unui corp se găsește prin formula (rețineți că diferența dintre impulsurile finale și inițiale este vectorială):

Unde: p n este impulsul corpului în momentul inițial de timp, p la - până la capăt. Principalul lucru este să nu confundați ultimele două concepte.

Impact absolut elastic– un model abstract de impact, care nu ia în calcul pierderile de energie datorate frecării, deformarii etc. Nu sunt luate în considerare alte interacțiuni decât contactul direct. Cu un impact absolut elastic pe o suprafață fixă, viteza obiectului după impact este egală în valoare absolută cu viteza obiectului înainte de impact, adică mărimea impulsului nu se modifică. Numai direcția sa se poate schimba. Unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie.

Impact absolut inelastic- o lovitură, în urma căreia corpurile sunt conectate și își continuă mișcarea ulterioară ca un singur corp. De exemplu, o minge de plastilină, când cade pe orice suprafață, își oprește complet mișcarea, când două mașini se ciocnesc, se activează un cuplaj automat și continuă să se deplaseze împreună.

Legea conservării impulsului

Când corpurile interacționează, impulsul unui corp poate fi transferat parțial sau complet altui corp. Dacă forțele externe ale altor corpuri nu acționează asupra unui sistem de corpuri, se numește un astfel de sistem închis.

Într-un sistem închis, suma vectorială a impulsurilor tuturor corpurilor incluse în sistem rămâne constantă pentru orice interacțiuni ale corpurilor acestui sistem între ele. Această lege fundamentală a naturii se numește legea conservării impulsului (FSI). Consecințele sale sunt legile lui Newton. A doua lege a lui Newton în formă impulsivă poate fi scrisă după cum urmează:

După cum rezultă din această formulă, dacă sistemul de corpuri nu este afectat de forțele externe sau acțiunea forțelor externe este compensată (forța rezultantă este zero), atunci modificarea impulsului este zero, ceea ce înseamnă că impulsul total al sistemul este păstrat:

În mod similar, se poate justifica egalitatea la zero a proiecției forței pe axa aleasă. Dacă forțele externe nu acționează numai de-a lungul uneia dintre axe, atunci proiecția impulsului pe această axă este păstrată, de exemplu:

Înregistrări similare pot fi făcute pentru alte axe de coordonate. Într-un fel sau altul, trebuie să înțelegeți că în acest caz impulsurile în sine se pot schimba, dar suma lor rămâne constantă. Legea conservării impulsului în multe cazuri face posibilă găsirea vitezelor corpurilor care interacționează chiar și atunci când valorile forțelor care acționează sunt necunoscute.

Lichide (gaze), - accelerația în cădere liberă și - volumul corpului scufundat (sau o parte din volumul corpului sub suprafață). Dacă corpul plutește la suprafață sau se mișcă uniform în sus sau în jos, atunci forța de plutire (numită și forța arhimediană) este egală în valoare absolută (și opusă în direcție) cu forța gravitațională care acționează asupra volumului de lichid (gaz). deplasat de corp și se aplică pe centrul de greutate al acestui volum.

Corpul plutește dacă forța lui Arhimede echilibrează forța de gravitație a corpului.

Trebuie remarcat faptul că corpul trebuie să fie complet înconjurat de lichid (sau să se intersecteze cu suprafața lichidului). Deci, de exemplu, legea lui Arhimede nu poate fi aplicată unui cub care se află pe fundul rezervorului, atingând ermetic fundul.

În ceea ce privește un corp care se află într-un gaz, de exemplu, în aer, pentru a găsi forța de ridicare, este necesar să se înlocuiască densitatea lichidului cu densitatea gazului. De exemplu, un balon cu heliu zboară în sus datorită faptului că densitatea heliului este mai mică decât densitatea aerului.

Legea lui Arhimede poate fi explicată folosind diferența de presiune hidrostatică folosind exemplul unui corp dreptunghiular.

Unde PA, P B- puncte de presiune Ași B, ρ - densitatea lichidului, h- diferenta de nivel intre puncte Ași B, S este aria secțiunii transversale orizontale a corpului, V- volumul părții imersate a corpului.

În fizica teoretică, legea lui Arhimede este folosită și în formă integrală:

,

unde este aria suprafeței, este presiunea într-un punct arbitrar, integrarea se realizează pe întreaga suprafață a corpului.

În absența unui câmp gravitațional, adică în stare de imponderabilitate, legea lui Arhimede nu funcționează. Astronauții sunt familiarizați destul de bine cu acest fenomen. În special, în imponderabilitate nu există un fenomen de convecție (naturală), prin urmare, de exemplu, răcirea cu aer și ventilarea compartimentelor de locuit ale navelor spațiale sunt forțate de ventilatoare.

Generalizări

Un anume analog al legii lui Arhimede este valabil și în orice câmp de forțe care acționează diferit asupra unui corp și asupra unui lichid (gaz), sau într-un câmp neomogen. De exemplu, se referă la câmpul forțelor inerțiale (de exemplu, forța centrifugă) - centrifugarea se bazează pe aceasta. Un exemplu pentru un câmp de natură nemecanică: un corp conductor este deplasat dintr-o regiune a unui câmp magnetic de intensitate mai mare într-o regiune de intensitate mai mică.

Derivarea legii lui Arhimede pentru un corp de formă arbitrară

Presiunea hidrostatică a lichidului la adâncime este de . În acest caz, considerăm că presiunea lichidului și puterea câmpului gravitațional sunt valori constante și - un parametru. Să luăm un corp de formă arbitrară cu un volum diferit de zero. Introducem un sistem de coordonate ortonormal drept și alegem direcția axei z să coincidă cu direcția vectorului. Zero de-a lungul axei z este stabilit pe suprafața lichidului. Să evidențiem o zonă elementară de pe suprafața corpului. Acesta va fi acționat de forța de presiune a fluidului direcționată în interiorul corpului, . Pentru a obține forța care va acționa asupra corpului, luăm integrala peste suprafață:

În trecerea de la integrala peste suprafață la integrala peste volum, folosim teorema generalizată Ostrogradsky-Gauss.

Obținem că modulul forței lui Arhimede este egal cu , și este îndreptat în direcția opusă direcției vectorului intensității câmpului gravitațional.

Corpuri în stare de plutire

Comportarea unui corp într-un lichid sau gaz depinde de raportul dintre modulele gravitaționale și forța lui Arhimede care acționează asupra acestui corp. Următoarele trei cazuri sunt posibile:

O altă formulare (unde este densitatea corpului, este densitatea mediului în care este scufundat):

Vezi si

Note

Legături

• // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron: În 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - St.Petersburg. , 1890-1907.

Fundația Wikimedia. 2010 .

Vedeți ce este „Legea lui Arhimede” în alte dicționare:

LEGEA LUI ARHIMEDE, ARHIMEDE a concluzionat că un corp scufundat într-un lichid este împins afară cu o forță egală cu greutatea lichidului deplasat. Se spune că ar fi formulat această lege scufundându-se într-o baie și urmărind cum curge apa. Conform… … Dicționar enciclopedic științific și tehnic

LEGEA LUI ARHIMEDE- legea hidro și aerostaticei, conform căreia orice corp scufundat într-un lichid sau gaz este supus unei forțe de plutire (forța arhimediană) egală cu greutatea lichidului (gazului) deplasat de corp, îndreptat vertical în sus și aplicat pe centrul ... ... Marea Enciclopedie Politehnică

legea lui Arhimede- Archimedo dėsnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Skysčių ir dujų statikos dėsnis: kūną, panardintą į skystį ar dujas, veikia išstumiamoji jėga F, lygitum kūno iš; jos veikimo taškas –… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

legea lui Arhimede- Archimedo dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. legea lui Arhimede; Principiul lui Arhimede vok. Archimedesches Gesetz, n; Archimedesches Prinzip, n rus. Principiul arhimedian, m; legea lui Arhimede, m pranc. principe d'Archimède, m; teorema… … Fizikos terminų žodynas

LEGEA LUI ARHIMEDE: orice corp scufundat într-un lichid este supus unei forțe de plutire îndreptate în sus și egală cu greutatea lichidului deplasat de acesta. Legea lui Arhimede este valabilă și pentru gaze... Dicţionar enciclopedic

legea lui Arhimede- legea lui Arhimede Legea lui Arhimed *Archimedisches Prinzip - pe zanuren în corpul corpului, forța este îndreptată vertical în sus, care este puterea forței gravitaționale a raidini, aproximativ este egală cu volumul zanurovy corp. Forța gravitațională Yakshcho a corpului G este mai mare ... ... Dicționar enciclopedic Girnichiy

Acest termen are alte semnificații, vezi Legea (sensuri). O lege fizică este o lege stabilită empiric și exprimată într-o formulare strictă verbală și/sau matematică a unei relații stabile între fenomene recurente, procese și ... ... Wikipedia

legea lui Arhimede- Legea lui Arhimede: F forța de flotabilitate; P este forța gravitațională care acționează asupra corpului. LEGEA ARHIMEDEI: orice corp scufundat într-un lichid este supus unei forțe de plutire îndreptate în sus, egală cu greutatea lichidului deplasat de acesta și aplicat în centru... ... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

Legea staticii lichidelor și gazelor, conform căreia orice corp scufundat într-un lichid (sau gaz) este afectat de acest lichid (gaz) de o forță de susținere egală cu greutatea lichidului (gazului) deplasat de corp, îndreptată în sus și ...... Marea Enciclopedie Sovietică

Legea staticii lichidelor si gazelor, dupa Roma, asupra oricarui corp scufundat intr-un lichid (sau gaz), din acest lichid (gaz) actioneaza o forta de plutire, egala cu greutatea lichidului (gazului) deplasat de corp. , îndreptată vertical în sus și ...... Enciclopedia fizică

Chivilev V.I. Legea lui Arhimede // Kvant. - 1987. - Nr 1. - S. 29-30.

Prin acord special cu redacția și editorii revistei „Kvant”

„... O lovitură de aer comprimat s-a trântit în țevi, apa din rezervor a murmurat și indicatorul de adâncime s-a târât în ​​sus. Barca a ieșit la suprafață pe o chilă uniformă, iar indicatorul de adâncime a arătat că cabina părăsise deja apa, „așa este descrisă ascensiunea submarinului în cartea lui L. Sobolev „Sufletul mării”.

Motivul ascensiunii este forța Arhimede, numită și forța de flotabilitate, care, după purjarea rezervoarelor de apă cu aer comprimat, a depășit forța gravitațională a bărcii în valoare absolută. Când și în ce caz apare forța lui Arhimede? Din ce parte actioneaza? Unde se aplică, cum este direcționată și cu ce este egală?

Forța de plutire este suma tuturor forțelor de presiune care acționează din partea unui lichid sau gaz pe suprafața unui corp scufundat în acesta (Fig. 1). Adevăratul motiv pentru apariția forței de flotabilitate este prezența diferitelor presiuni hidrostatice la diferite niveluri ale lichidului.

Pentru a găsi forța lui Arhimede, să înlocuim mental corpul scufundat cu un lichid în volumul acestui corp (Fig. 2).

Aceeași forță de plutire va acționa asupra lui din partea lichidului înconjurător ca și asupra corpului scufundat. Conform celei de-a treia legi a lui Newton, lichidul eliberat în volumul corpului (lichidul deplasat) va acționa asupra lichidului din jur cu același modul, dar forță direcționată opus. Aceasta este greutatea volumului de lichid deplasat. Amintiți-vă că greutatea unui corp nemișcat într-un cadru de referință (nu neapărat inerțial) este forța cu care corpul, datorită atracției sale față de Pământ, acționează asupra unui suport sau suspensie. În cazul nostru, lichidul din jur joacă rolul unui suport pentru volumul de lichid selectat.

Deci, forța de plutire care acționează asupra unui corp scufundat într-un lichid este egală ca valoare absolută și opusă ca direcție cu greutatea lichidului deplasat. Aceasta este legea lui Arhimede. Rețineți că formularea legii se referă în mod specific la greutatea fluidului deplasat, și nu la forța gravitației. Și acest lucru este foarte semnificativ, deoarece greutatea corpului (modulo) nu coincide întotdeauna cu forța gravitației. De exemplu, o cutie de masă mîn cockpit ridicându-se odată cu accelerarea A ridicați cu forță presele de pe podea m(g + A). Aceasta înseamnă că greutatea cutiei este R = m(g + A), în timp ce forța gravitației care acționează asupra cutiei este mg. Când vagonul liftului coboară cu aceeași accelerație, greutatea cutiei este egală cu R = m(g - A).

Din ultima expresie rezultă clar că forța de plutire apare atunci când nu există o stare de imponderabilitate, adică orice corp (inclusiv lichid) are greutate. Dacă un vas cu un lichid cade liber, atunci lichidul este într-o stare de imponderabilitate și forța lui Arhimede nu acționează asupra corpului scufundat în el. De asemenea, această forță nu funcționează într-o navă spațială care se mișcă cu motoarele oprite.

Când am demonstrat legea lui Arhimede, am considerat că corpul este complet scufundat în lichid și întreaga sa suprafață este în contact cu lichidul. Dacă o parte a suprafeței corpului se potrivește perfect pe peretele sau fundul vasului, astfel încât să nu existe un strat de lichid între ele, atunci legea lui Arhimede nu se aplică. O ilustrare izbitoare a ceea ce s-a spus este oferită de experiența când suprafața chiar inferioară a unui cub de lemn este frecată cu parafină și așezată ferm pe fundul vasului. Apoi turnați cu grijă apă. Bara nu plutește în sus, deoarece asupra ei acționează o forță din partea apei, care nu o împinge în sus, ci o apasă spre fund (Fig. 3).

Formularea dată a legii lui Arhimede rămâne valabilă chiar și în cazul în care corpul este coborât doar parțial în lichid, dar nu intră în contact cu pereții vasului. (Dovada este similară cu cazul unui corp complet scufundat într-un fluid.)

Rămâne să învățăm cum să găsim greutatea fluidului deplasat și linia de acțiune a forței de plutire. În cazul general (de exemplu, când corpul este scufundat într-un fluid care se rotește cu vasul), acest lucru nu este atât de ușor de făcut.

Să luăm în considerare cel mai simplu și cel mai des întâlnit caz în practică. Lăsați vasul cu lichid să fie nemișcat într-un cadru de referință inerțial. Apoi, după cum se știe, greutatea oricărui corp nemișcat este egală cu forța gravitației care acționează asupra corpului. Prin urmare, forța de plutire este egală în valoare absolută cu forța gravitațională care acționează asupra fluidului deplasat și este îndreptată opus acestuia. Linia de acțiune a forței de plutire va trece prin centrul de greutate al volumului de lichid deplasat. Să arătăm.

pe volumul deplasat de lichid m(Fig. 4) acționează două forțe - forța de greutate \(~m \vec g\) aplicată la centrul de greutate al acestui volum și forța de plutire \(~\vec F_B\). Deoarece fluidul este în echilibru, atunci conform regulii pârghiei (vezi § 62 din Fizica 6-7 sau § 47 din Fizica 8), forțele care acționează asupra acestuia sunt invers proporționale cu umerii acestor forțe. Brațul de greutate față de axa care trece prin centrul de greutate este egal cu zero. Aceasta înseamnă că umărul forței de plutire este, de asemenea, egal cu zero, adică linia de acțiune a forței de plutire trece prin centrul de greutate al volumului „deplasat” de lichid.

Deoarece punctul de aplicare al forței poate fi transferat de-a lungul liniei de acțiune a acesteia, de obicei forța de plutire este plasată în centrul de greutate al fluidului deplasat și acest punct se mai numește și centru de presiuni.