Как можно теоретически вычислит выталкивающую силу?

выталкивающую силу, или силу архимеда, можно вычислить. особенно легко это сделать для тела, стороны которого прямоугольники (прямоугольного параллелепипеда). например, такую форму имеет брусок.

поскольку боковые силы давления жидкости можно не учитывать, так как они взаимно уничтожаются (их равнодействующая равна нулю), то рассматриваются только силы давления воды, действующие на нижнюю и верхнюю поверхности. если тело не полностью погружено в воду, то есть только сила давления воды, действующая снизу. она единственная, которая создает выталкивающую силу.

давление жидкости на глубине h определяется формулой:

p = ρgh

сила давления определяется формулой:

f = ps

заменив давление во второй формуле на равную ему правую часть из первой формулы, получим:

f = ρghs

Относительно моста скорость бегущего студента была:
                           v₁ = 60-6=54 км/ч = 15 м/с

За время t₁ = 15 сек студент переместился относительно земли
от начала моста до его конца.

Тогда длина моста: L = v₁*t₁ = 15*15 = 225 (м) 

Скорость электрички v₂ = 60 км/ч = 16 2/3 (м/с)

Следовательно, электричка расстояние:
                 S = L+L' = 2*225 = 450 (м), где L' - длина электрички

Время, за которое электричка это расстояние:
                          t₂ = S/v₂ = 450 : 16 2/3 = 450 * 3/50 = 27 (с)

ответ: электричка мост за 27 с

На скользящую шайбу действуют три силы: сила тяжести, сила трения и сила реакции опоры. По третьему закону Ньютона мы знаем, что вес равен по модулю силе реакции опоры, т.к. эти две силы являются силами взаимодействия шайбы и поверхности. Для горизонтального участка направим ось Y вертикально вверх, ось Х по направлению движения шайбы. Для наклонного ось Y направим перпендикулярно поверхности, ось X вниз по склону. 

1) На горизонтальной поверхности сила реакции опоры (а стало быть и вес) будет равна по модулю силе тяжести (трение не в счёт, так как его направление перпендикулярно действию этих сил). Об этом мы можем судить по тому, что шайба не ускоряется по оси Y, т.е. действие сил скомпенсировано. Итак, P=N=mg=10 (если g=10)
На наклонной поверхности сила реакции опоры будет равна проекции силы тяжести на ось Y, или mgcosα, P=10*√2/2=5√2

2) На горизонтальной поверхности ускорение будет зависеть лишь от силы трения (две другие скомпенсированы). a=F/m=0.2*10/1=2

3) Обычно с улучшением качества обработки поверхности коэффициент трения и соответственно сила трения уменьшается, т.е. поверхность становится более гладкой. Однако в случае со льдом это не так. Лёд скользок потому, что при замерзании расширяется (в отличие от других материалов), и под давлением начинает таять. Таким образом, между телом и поверхностью льда всегда существует прослойка воды, по которой и осуществляется скольжение. Но на гладкий лёд будет оказываться меньшее давление, чем на неровный, в силу большей площади соприкосновения. Конечно, если лёд разбивать, то скользить он будет хуже, но бугристая ледяная поверхность более скользкая, чем ровная.