Чтобы определить архимедову силу, действующую на кубик, погруженный в воду, необходимо воспользоваться законом Архимеда. Этот закон гласит: на любое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости.
В данном случае у нас есть кубик со стороной ( a ), погруженный в воду на расстояние ( H ) от поверхности до нижней грани кубика. Плотность воды обозначена как ( \rho ).
Архимедова сила ( F_A ) определяется как:
[ FA = \rho \cdot g \cdot V{\text{вытесненной жидкости}}, ]
где:
- ( \rho ) — плотность жидкости (в данном случае воды),
- ( g ) — ускорение свободного падения (приблизительно ( 9.81 \, \text{м/с}^2 )),
- ( V_{\text{вытесненной жидкости}} ) — объем вытесненной жидкости.
Поскольку кубик полностью погружен в воду, объем вытесненной жидкости равен объему самого кубика:
[ V_{\text{вытесненной жидкости}} = a^3, ]
где ( a ) — длина стороны кубика.
Таким образом, формула для архимедовой силы становится:
[ F_A = \rho \cdot g \cdot a^3. ]
Эта формула показывает, что архимедова сила зависит от плотности жидкости, ускорения свободного падения и объема кубика, но не зависит от расстояния ( H ) от поверхности воды до нижней грани кубика.