Теория:

Почему в воде человека легко удержать на руках, а при выходе из воды он становится тяжёлым? 
Почему огромный железный корабль плывёт, а железный гвоздь тонет?
Почему пенопласт трудно удержать под водой?
 
Если тело находится в жидкости или газе, то на него действует сила, направленная противоположно силе земного притяжения, которая называется архимедовой силой.
arhimed.png
Архимед (287-212 г.г. до н.э.)
 
 
1. Если архимедова сила больше силы тяжести, то тело будет подниматься из жидкости, всплывать. В случае с газом это проявляется как поднятие вверх, например, наполненный гелием воздушный шарик.
 
2. Если архимедова сила равна силе тяжести, то их общая сила равна \(0\), и тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости.
 
3. Если архимедова сила меньше силы тяжести, то тело будет опускаться на дно, тонуть.
 
5-11_1.png
 
 
Если тело полностью погружено в жидкость или находится в газе, то архимедова сила равна весу жидкости или газа в объёме, вытесненном телом.
 
5-12_a.png5-12_b.png
Архимедова сила вычисляется по формуле 
FA=ρжидкостиgVтела
 
Почему?
  
P=mg, где \(m\) — масса жидкости, m=ρжV, поэтому вес вытесненной жидкости равен P=ρжVg, архимедова сила равна этому весу.
 
Из формулы можно сделать выводы:  
1. если плотность тела меньше плотности жидкости, то архимедова сила больше веса тела, и тело всплывает (и после этого плавает на поверхности жидкости)
 
2. если плотность тела равна плотности жидкости, то архимедова сила равна весу тела, и тело плавает внутри жидкости;
 
3. если плотность тела больше плотности жидкости, то архимедова сила меньше веса тела, и тело тонет.
Корабли изготавливают из стали, но внутри них много воздуха, и поэтому общая плотность корабля меньше плотности воды. 
 
Подводная часть корабля занимает большой объём, она вытесняет так много воды, что подъёмная сила становится достаточно большой, чтобы корабль не тонул.
 
0.jpg
Длина корабля "Silver Shadow" \(186\) метров, осадка \(6,12\) метра. Общая масса корабля  \(28\)  \(258\)  тонн.
 
Necker-Nymph-Flying-Submarine-from-Virgin-3.jpg
Современная подводная лодка, которая может опускаться на глубину до \(40\) метров.
 
Средняя плотность подводной лодки регулируется количеством воды в камерах, если они наполняются водой, то подводная лодка ныряет, когда вода заменяется сжатым воздухом, лодка всплывает.