Почему на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила?

Выталкивающая сила, действующая на тело, погружённое в жидкость, возникает из-за разности давлений, которые жидкость оказывает на разные части тела. Этот физический эффект называется законом Архимеда, и он объясняется следующим образом.

Когда тело погружается в жидкость, каждая точка его поверхности испытывает давление со стороны окружающей жидкости. Давление в жидкости увеличивается с глубиной, потому что верхние слои жидкости давят на нижние. Это означает, что:

• давление на нижнюю часть тела больше, чем на верхнюю;

• разность этих давлений создаёт результирующую силу, направленную вверх — это и есть выталкивающая сила, или сила Архимеда.

С математической точки зрения, величина этой силы равна весу объёма жидкости, вытесненной телом. То есть:

F = ρ * g * V

где:

• F — выталкивающая сила,

• ρ — плотность жидкости,

• g — ускорение свободного падения,

• V — объём жидкости, вытесненной телом (то есть объём погружённой части тела).

Эта сила существует всегда, когда тело хотя бы частично погружено в жидкость или газ. Если выталкивающая сила больше веса тела, оно всплывёт. Если меньше — тело утонет. Именно поэтому, например, дерево плавает в воде, а металл тонет, если только не имеет специальной формы, как у корабля.