Почему железный гвоздь тонет в воде, а многотонный корабль — нет?

Железный гвоздь тонет в воде, потому что его плотность выше, чем у воды. Плотность железа составляет примерно 7,8 г/см³, а у воды — около 1 г/см³. Это означает, что на один и тот же объём железа будет приходиться гораздо большая масса, чем на такой же объём воды. Поэтому, когда гвоздь оказывается в воде, сила Архимеда, которая действует на тело в жидкости, оказывается меньше силы тяжести, тянущей гвоздь вниз, и он тонет.

С другой стороны, многотонный корабль, несмотря на то, что он сделан из металла, тонет благодаря принципу Архимеда. Когда корабль плавает на воде, его форма такова, что он выталкивает большое количество воды, создавая сильную подъёмную силу. Даже если материал корабля в целом более плотный, чем вода, его конструкция такова, что средняя плотность всего судна (с учётом пустот, воздуха в корпусе и других факторов) оказывается меньше плотности воды. Это позволяет кораблю плавать, потому что на его поверхность действует большая сила подъёма, чем сила тяжести, и он не тонет.

Таким образом, ключевое различие между гвоздем и кораблем заключается в плотности их материалов и форме: гвоздь имеет высокую плотность и компактную форму, что делает его склонным к тонутию, а корабль, имея большую площадь и внутренние пустоты, создает достаточно подъёмной силы для того, чтобы не утонуть.