Определи, с какой выталкивающей силой действует водород на тело объёмом 1м³ при 0°С и нормальном давлении. (Принять ρводорода=0, 09 кг/м3 и g=9, 8Н/кг

ЗАКОН АРХИМЕДА — закон статики жидкостей и газов, согласно которому на погруженное в жидкость (или газ) тело действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме тела.

Если тело произвольной формы занимает внутри жидкости объем V, то действие жидкости на тело полностью определяется давлением, распределенным по поверхности тела, причем заметим, что это давление совершенно не зависит от материала тела — ("жидкости все равно на что давить").

Для определения результирующей силы давления на поверхность тела нужно мысленно удалить из объема V данное тело и заполнить (мысленно) этот объем той же жидкостью. С одной стороны, есть сосуд с жидкостью, находящейся в покое, с другой стороны внутри объема V — тело, состоящее из данной жидкости, причем это тело находится в равновесии под действием собственного веса (жидкость тяжелая) и давления жидкости на поверхность объема V. Так как вес жидкости в объеме тела равен pgV и уравновешивается равнодействующей сил давления, то величина ее равна весу жидкости в объеме V, т. е. pgV.

• обозначим высоту, с которой тело бросают, h, а максимальную высоту, до которой тело впоследствии достигает, H

• по условию H - h = n, H = 4n. Тогда нетрудно получить, что h = 3n

• время полета складывается из достижения максимальной высоты H и спуска с нее:

○ t = t1 + t2

• учитывая, что конечная скорость при t1 равна нулю, нетрудно получить:

○ v0 = gt1
○ t1 = v0/g

• напишем уравнение координаты для дальнейшего перемещения тела:

○ 4n = (g t2²)/2
○ t2 = √((8n)/g)

• при этом высота n определяется выражением (рассматриваем движение тела во время t1)

○ n = v0²/(2g). тогда полное время движения равно:

○ t = (v0/g) + √((8n)/g) = (v0/g) + ((2v0)/g) = (3v0)/g. следовательно:

○ v0 = (g t)/3 = 10 м/c
 
○ n = 100/20 = 5 м
○ h = 3n = 15 м
○ H = 4n = 20 м