Задание OGEPHYS6DA91C: Закон Архимеда. Формула для определения выталкивающей силы, действующей на тело, погружённое в жидкость или газ. Условие плавания тела. Плавание судов и воздухоплавание

Работаем в системе отсчёта Земли. Ось Oy направим вертикально вверх. Жидкость считаем однородной и практически несжимаемой; выталкиванием воздуха пренебрегаем.
Цилиндр погружают медленно и измеряют силу при установившемся положении. На него действуют тяжесть mg вниз, сила Архимеда F_А вверх и сила удерживающего устройства с проекцией F_уд. Условие равновесия:
F_А + F_уд − mg = 0.
Пусть S — площадь основания, H — высота цилиндра, h — глубина его нижнего торца. До полного погружения V_погр = Sh, поэтому:
F_А = ρ_ж · gSh при 0 ≤ h ≤ H.
После полного погружения V_погр = SH постоянно, поэтому:
F_А = ρ_ж · gSH при h ≥ H.
Так объясняются прямая через начало координат и последующий горизонтальный участок графика. На горизонтальном участке увеличивается глубина, но уже не погружённый объём.
Проверяем утверждения по тому, что действительно меняли и измеряли:
1) По данному опыту нельзя установить зависимость от плотности жидкости: использовали одну жидкость.
2) По опыту нельзя установить независимость от материала: цилиндр не заменяли другим.
3) Верно: при увеличении погружённого объёма сила растёт.
4) Верно: на участке частичного погружения график — прямая через начало, а V_погр = Sh. Значит, F_А прямо пропорциональна V_погр. После полного погружения обе эти величины постоянны.
5) Неверно: плотность вещества цилиндра в опыте не менялась и не входит в формулу выталкивания.
Проверка: увеличение h при неизменном полном погружении не следует путать с увеличением V_погр. График согласуется с F_А = ρ_ж · gV_погр на обоих участках. Ответ: 34.