В воду опущены 3 шарика одинакового объема из пробки, дуба и льда соответственно. На какое тело действует сила тяжести больше, чем выталкивающая сила?

Рассмотрим задачу о плавающих телах. Сила тяжести, действующая на тело, уравновешивается выталкивающей силой (силой Архимеда) только в случае, когда тело плавает или находится в равновесии в жидкости. Если тело тонет, это означает, что сила тяжести больше выталкивающей силы.

В данной задаче у нас есть три шарика одинакового объема, сделанные из пробки, дуба и льда, помещенные в воду. На рисунке видно, что:

• Пробка плавает, большая часть ее объема находится над водой.
• Дуб частично погружен в воду.
• Лёд полностью погружен в воду.

Так как лёд полностью погружен в воду и не плавает на поверхности, это означает, что его плотность больше плотности воды (или равна ей). Для дуба ситуация аналогична, хотя он и погружен не полностью, часть его объема находится под водой, а значит, его плотность также больше плотности воды. Пробка же плавает, следовательно, её плотность меньше плотности воды.

Сила тяжести определяется как $$F_т = mg = \rho V g$$, где:

• $$\rho$$ - плотность материала,
• $$V$$ - объем тела,
• $$g$$ - ускорение свободного падения.

Так как объем всех шариков одинаков, то сила тяжести будет больше у того тела, у которого больше плотность. Из условия плавания тел следует, что наибольшую плотность имеет тело изо льда (оно тонет), затем идет дуб, и наименьшую плотность имеет пробка (она плавает на поверхности).

Следовательно, наибольшая сила тяжести действует на тело изо льда.

Ответ: на тело изо льда