5.2 Закон Архимеда
Равнодействующая сил давления в проекции на вертикальную ось равна:
|
где: dS - проекция dS1 (или dS2) на горизонтальную плоскость. Разность давлений по закону Паскаля равна
(5.2.3) |
где: dZ - разность уровней центров граней выделенного объема. Тогда равнодействующая сил давления равна
(5.2.4) |
где dV - величина выделенного объема.
Вертикальная проекция сил давления, действующих на всю смоченную поверхность тела, может быть получена путем интегрирования предыдущего выражения:
(5.2.5) |
т.е. сила, действующая со стороны жидкости на погруженное в нее тело по величине равна весу жидкости, вытесненной телом.
Формулировка закона: на тело, погруженное в жидкость действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме, вытесненном телом , и приложенная в той точке смоченной поверхности тела, в которой вертикаль, проведенная через центр масс вытесненной жидкости, пересекает эту поверхность.
Существенным в формулировке закона Архимеда является правильное указание точки приложения выталкивающей силы. Действительно, поскольку сила Архимеда обусловлена действием распределенных по поверхности сил давления со стороны жидкости, то и равнодействующая сил давления должна быть приложена к смоченной поверхности тела (но не к центру масс вытесненной жидкости, как это часто утверждается). Кроме того, наличие в плавающем теле деформаций можно объяснить только при таком рассмотрении силы Архимеда.