Дано:
Глубина погружения подводной лодки в море h1 = 5 м
Ускорение свободного падения g = 9,81 м/с^2
Плотность воды в море ρ = 1000 кг/м^3
Найти:
Изменится ли глубина погружения лодки в реке и как?
Решение:
На лодку действуют следующие силы:
1. Сила тяжести, направленная вниз, равная m*g, где m - масса лодки.
2. Архимедова сила, возникающая в результате давления жидкости, направленная вверх и равная объему лодки, погруженному в жидкость, умноженному на плотность жидкости и ускорение свободного падения, то есть V*ρ*g, где V - объем лодки.
При равновесии сумма этих сил равна нулю:
m*g - V*ρ*g = 0
Так как сила тяжести не меняется, а ускорение свободного падения тоже постоянно, то изменение глубины погружения лодки зависит от изменения объема лодки.
В реке плотность воды может отличаться от плотности воды в море, следовательно, измениется плотность ρ.
Пусть новая плотность воды в реке равна ρ1.
Тогда условие равновесия примет вид:
m*g - V*ρ1*g = 0
Так как сила тяжести не меняется, а ускорение свободного падения и объем лодки по-прежнему постоянны, изменится глубина погружения лодки при изменении плотности воды в реке.
Ответ: Глубина погружения подводной лодки изменится при переходе из моря в реку из-за изменения плотности воды в реке.