Сила Архимеда. Атмосферное давление.

На куб пенопласта находящийся в воде действует сила Архимеда в десять раз меньше чем сила атмосферного давления на квадратный метр если он начнёт всплывать. Как объясняется вспылитие над водой?

Тело всплывает, если силы выталкивания (в данном случае это будет сила Архимеда, она действует вверх) больше, чем сила тяжести (которая действует вниз). Если мы зафиксируем, что сила тяжести это Pпен*Vтела*g, а сила Архимеда это Pводы*Vтела*g, то заметим, что Pпен=25 кг/м3, а Pводы=1000 кг/м3. То есть тело будет всплывать. Сила атмосферного давления тут не играет роли, так как она рассчитывает по формуле F=P*S, где F- сила, S- это площадь, P — давление и действует по закону Паскаля во всех направлениях и мы можем говорить о компенсации этих сил или почти компенсации с погрешностью, не имеющей влияния для процесса. Форма предмета из пенопласта может быть любой, как и площадь воздействия давления. Это не имеет значения. Мы рассматриваем условие всплытия тогда, когда тело погружается в воду. Там мы берем в расчет две силы: Архимеда и силу тяжести.

Нет. Сила атмосферного давления может взаимокомпенсироваться только после всплытия куба и это будут боковые состовляющие. А сила атмосферного давления направленная вниз должна суммироваться с силой тяжести и не выпустит куб из вод так как в десять раз превышает силу Архимеда. Но он всплывает, почему?

Не те силы сравниваете.
Архимедова сила – это составная сила, она по сути является равнодействующей (т.е. векторной суммой) всех сил давления (в том числе и силы атмосферного давления) на погружённый объект. Поэтому для корректного анализа надо выбросить из рассмотрения либо силу Архимеда, либо все силы давления.

Нет. Это гидростатическое давление, считается, что зависит от наружного давления воздуха, а сила Архимеда зависит от разности давления сверху и снизу обьекта и не является составной силой, а рассчитывается отдельно. И если можно было выбросить силу атмосферного давления из условия, то это можно было бы сделать и для других задач и получилось много других нерешённых вопросов с наполнением сосудов и их взаимодействием с атмофмерным давлением.
Я беру в примере отдельно рассчитываемые силы! Почему всплывает куб если сила Архимеда в десять раз меньше силы атмосферного давления на квадратный метр?

Вы себе же противоречите: сначала утверждаете, что сила Архимеда зависит от разности давлений – и действительно, в состоянии покоя она тождественно равна разности сил гидростатического давления сверху и снизу, т.е. по сути составлена из этих сил, – и тут же пишете, что она не является составной. Объяснитесь.
Существование отдельной формулы для её расчёта – не аргумент, потому что объём в этой формуле зависит от площади в формулах для сил давления, и когда избавитесь от зависимых переменных в правой части формулы, она преобразуется в выражение, содержащее знак '+' (или минус), что будет признаком того, что величина составная.
Силу атмосферного давления выбрасывать надо не из условия задачи, а из решения. Куб в задаче всплывает потому, что равнодействующая на него сила направлена вверх. В равнодействующую силу могут входить только линейно независимые силы – это незыблемое правило. Следовательно, в эту равнодействующую надо включить либо силу Архимеда, либо все силы давления, но нельзя сразу то и другое, потому что они друг от друга линейно зависимы. Не только в этой задаче, но и в любой другой.

Ну вот ещё и объяснятся приходится.

Разность одной силы не считаю допустимым называть составностью этой силы. И я конечно имел ввиду объясняя ваше первое сообщение, что сила Архимеда не является составной с атмосферным давлением.
Равнодействующая же силы Архимеда только от гидростатического давления выводится.

В этой задаче нет объективных причин исключать одну из сил для расчета. С таким же успехом можно утверждать ,что при свободном падении нужно исключить сопротивление воздуха.

Вы, таким образом, соглашаетесь, что сила Архимеда однозначно определяется силами гидростатического давления. Правильно ли я понял? Иными словами, зная все силы давления на объект, всегда можно рассчитать архимедову силу (даже если его объём неизвестен).
Но тогда, если не нравится слово «составная (из)», предложите свой термин, чтобы не писать каждый раз поясняющую фразу. Слово «зависимая (от)» не будет полностью отражать суть, потому что зависимость взаимная.

Вы сами написали, что из расчёта нельзя беспричинно исключать одну из сил. Это правильно.
Но, во-первых, причина как раз имеется – этой причиной является линейная зависимость между силами одной природы, т.е. между силой Архимеда и группой сил гидростатического давления на грани куба, и наличие этой зависимости (по законам линейной алгебры) налагает запрет на одновременное использование их обеих в уравнении для расчёта динамики, иначе учёт одного и того же физического явления будет сделан двукратно и приведёт к ошибке.
И во-вторых, несмотря на якобы отсутствие причин, сами же исключили силу давления воды на дно куба из рассмотрения. Но ведь этой силой пренебрегать нельзя, не так ли?

И, чтобы не приходилось долго объясняться, попробуйте писать сразу грамотным языком, с согласованием падежей, правильным употреблением предлогов и запятых. Потому что иначе не всегда из текста ясна мысль и собеседник вынужден требовать уточнений.

О примере с падением в воздухе: вообще-то термин «свободное» падение подразумевает свободу от действия иных (помимо притяжения) сил, в том числе и сопротивления воздуха. Поэтому надо сразу определиться: либо сопротивление воздуха есть и тогда падение не является свободным, либо рассматриваем модель действительно свободного падения и тогда сопротивление среды нельзя учитывать.

В общем и в кратце я с вами не согласен.
В закрытой бутылке наполненной водой без остатка воздуха гидростатическое давление есть. И когда прокалывают бутылку, а вода не вытекает это объяснятся силой атмосферного давления «затыкающей» отверстие.
Интересная физическая наука получается: когда удобно что-то учитываем, а когда не удобно не учитываем. Не наука, а какая-то юмористичеко-математическая теория наблюдаемых физических явлений.
Подожду будут ли ещё ответы согласные или не согласные с вами.

Не согласны – имеете право столь же аргументированно возразить.
Я лишь против одновременного использования силы Архимеда и сил гидростатического давления для расчёта третьей величины. В примере с закрытой бутылкой архимедова сила не упоминается – объяснение верное.
Учитываем мы некое явление или не учитываем его отнюдь не из удобства или неудобства, а в соответствии со строгими математическими и физическими законами без всякого юмора либо на основании прямых указаний в условии задачи.

А вы почему придумали одновременное использование гидроститечкого давления с силой Архимеда? Я этого не упоминал и вопрос о другом написал.
Если архимедова сила не упоминается не значит что ее там не может быть. И по вашему получается, что вытесняемая струя гидростатическим давлением с учётом атмосферного выходит, а вытесняемый объект должно без оной рассчитывать.
И если это физические законы — то это насмехательство над здравым смыслом.

Вы перечитайте название своей темы и своё же первое предложение из #1 – и увидите, кто придумал одновременно использовать силу Архимеда с силу атмосферного давления, сравнивая их по величине и спрашивая, почему результат не соответствует наблюдаемому явлению. Или не хотите признавать атмосферное давление за гидростатическое? Ладно, переформулирую так:

На материальный объект, погружённый в подвижную среду, действует вытесняющая его из среды сила Архимеда, которая тождественно равна силе давления среды на поверхность объекта. Таким образом, по сути это одна и та же сила, хоть и рассчитываться она может по разным формулам. При анализе динамики объекта для этой силы применяют лишь одну из расчётных формул на выбор. Использование нескольких формул одновременно (т.е. в одном уравнении) является ошибочным.

Все математические и физические законы соответствуют здравому смыслу. А их незнание или непонимание не освобождает от ответственности за неправильное решение задачи.

Конечно не хочу признавать аэростатику и гидростатику одним тем же.
По поводу вашей переформулировки: вы опять пишите, что давление (среды) воды и сила Архимеда это одно и тоже, но у меня вопрос о переходе в другую среду где противодействующая сила намного больше.
Сила Архимеда это реальная сила? Есть расчеты измирения и использование этих данных? Тоже с силой атмосферного давления?
Для меня не понятно почему считается, что их нельзя противопоставлять (тем более есть примеры когда это делается)
Спасибо за ваше уделённое время на этот вопрос. Подскажите пожалуйста есть ли авторы теоретики выводившие правила физики на эту тему (в каких книгах или статьях это описано). Спасибо.

1. Между аэростатикой и гидростатикой есть небольшие различия, но в них очень много общих законов, которые объединяют в статику подвижной среды.
2. Вы неправильно поняли – нигде я не писал, что давление и сила есть одно и то же, потому что это не так. У меня написано, что сила Архимеда равна силе давления (и поэтому фактически это одна сила, а не две разных) – почувствуйте разницу.
3. Что за вопрос о переходе в другую среду и что за противодействующая сила? Напишите сначала об одном или нескольких конкретных примерах – и лишь после уже пытайтесь обобщать. Иначе запутаете читателя, а потом запутаетесь в ответах.
4. В каком смысле сила реальна или нереальна? Силовое взаимодействие материальных объектов – это лишь одна из физических моделей реального мира. Разумеется, в рамках этой модели и силу Архимеда, и силу давления можно измерить (это значит сравнить с известной величиной некой другой силы) с помощью физического прибора. Но есть и другие модели, которые не используют понятие силы вообще. Выбор модели для объяснения явлений – вопрос удобства или привычки.
5. Что за примеры противопоставления силы Архимеда и силы атмосферного давления, приведите их. Не стесняйтесь повторить, если уже их упоминали ранее.
6. Имя одного автора зашифровано в названии силы – это Архимед, правда он практик, а не теоретик. Хорошая статья есть в Википедии (хоть и содержит немного неточности в терминах), начните с неё, там и ссылки есть на более глубокую теорию.

2. Почувствовал разницу только в среднем роде и и женском роде.
3. У меня об этом вопрос — сила вытеснения из воды в воздух( это же две разные среды?) Противодействующие силы соответственно это давление атмосферы против силы Архимеда из воды.
4. Имелось ввиду, что не фиктивная.
5. Пример с отверстием в бутылке наполненной водой. Когда в бутылке налита вода и её протыкают и вода не выливается это объясняется силой атмосферного давления. Не понятно почему в случае вытеснения струи учитывается сопротивление атмосферы, а при вытеснении тела нет; если сила Архимеда это следствие давление среды. Также можно добавить опыт с перевёрнутым стаканом ( кстати, тут не получается парадокса? Если нижнее давление атмосферы удерживает воду, то не должен ли стакан потерять в весе равному весу воды?)

У меня впечатление, что вы отвечаете на вопрос будто тело помещено в воздухе и я сравниваю выталкивающую силу воздуха против его давления. Но у меня вопрос о силе Архимеда из воды против атмосферного давления.

2. Разницу надо прочувствовать в том, что давление и сила – это разные физические величины, у них разные единицы измерения, которые не пересчитываются между собой однозначно, поэтому их нельзя сравнивать.
А вот все силы (кроме, конечно же, архаических названий типа силы тока, оптической силы и тому подобных) имеют единую единицу измерения, их сравнивать можно.
Называть силу давления ради краткости просто давлением тоже нельзя по той же причине.

3. Вода и воздух – это разные среды, да. Но и то, и другое – это среда, создающая давление на объект. Так вот вытесняющая сила Архимеда – это сила давления не только нижней среды на поверхность погружённой в неё части тела, это равнодействующая всех сил давления всех сред на соответствующие части поверхности, с которыми эти среды соприкасаются. Я поэтому и называю её составной. Это определение нужно осознать и навсегда запомнить. Если не верите мне – посмотрите в учебнике или в Википедии. Нужны противодействующие силы – рассматривайте для сравнения силу, с которой на верхнюю грань давит воздух (вниз), и силу, с которой на нижнюю грань давит вода (вверх). Архимедова сила – это не отдельно вторая, это их векторная сумма, или численно (с учётом их противоположных направлений) разность их величин.

4. В одной модели мира она фиктивная, в другой – нет, поэтому однозначно не ответить.

5. Не понимаю насчёт вытеснения струи: если вода не выливается, то никакой струи нет.
В закрытой бутылке с водой сделали мелкую дырку, сравниваем силы давления по разные стороны дырки. Снаружи давит атмосфера, изнутри вода. Которая среда давит сильнее, та будет просачиваться через дырку. Вытеснения другой среды не будет происходить. Если одинаково давят, то проникновения не будет.
Перевёрнутый с водой стакан не теряет, а скорее приобретает в весе – его же труднее оторвать от стола, чем пустой. Тем более что он погружён не в воду, а в воздух.

А, если сила Архимеда векторная сумма или разность величин, уже с учётом атмосферного давления, тогда в теории уже понятней как это офрмленно. Спасибо.
И как на примере с кубом будут правильно описывается противодействующие силы на верхнюю грань и нижнюю?

Но, на практике тогда не должно быть разных расчётов для полностью погруженного тела и частично погруженного тела?

По поводу опытов: когда бутылка наполнена водой и закрыта и её протыкают и вода не выливается это объясняется силой атмосферноо давления «закрывающей» отверстие. Но при этом на всю бутылку также давит атмосферное давление и внутри есть гидростатическое давление. Но при открытии ещё одног маленького отверстия вода начинает выливаться. Не понятно в чём разница.
Про опыт со стаканом: стакан наполняют водой и переворачивают в воздухе, вода не выливается и это объясняется силой атмосферного давления (не следует ли из этого , что вода находится в невесомости?)
И ещё вопрос в тему: если есть разность гидрастических давлений по высоте, то почему в примере с водой в воде в учебниках пишут, что вода не будет всплывать, если снизу давление будет больше?

А если водоём в котором находится куб закрыт сверху крышкой (прям всплошную) , но без давления на воду, то гидростатическое давление в водоёме будет уже слабее так не будет суммы с атмосферным давлением?
И сила Архимеда тоже будет слабее и будет по другому рассчитываться?

И если в гидростатическое давление уже включено атмосферное, тот как его рассчитывают без учёта площади водоёма? Это огромная разница — атмосфера будет давить на два квадратных метра или на две тысячи.

Вам в #2 написали формулу для силы давления однородной среды на поверхность. Спрашивайте конкретно детали, мне общий вопрос непонятен.
В каком смысле «разных расчётов», расчёт чего? Опять общий вопрос не ясен.

Про опыт с бутылкой я же написал, что течение через дырочку зависит от разности давлений снаружи и внутри. Если вторую сделать опять в месте, где давления одинаковы, то тоже ничего не польётся. А если вода всё же начинает выливаться, значит вблизи дырочки давление внутри больше давления снаружи. Т.е. разницы с количеством дырок нет, имеет значение только перепад давления.

Есть много опытов с переворачиванием стакана, вам опять же надо конкретизировать детали опыта. Потому что в одних случаях вода не проливается благодаря временному созданию условий невесомости, в других атмосферное давление этому препятствует, в третьих играет роль иное физическое явление.

Про герметичный бассейн с крышкой, вплотную примыкающей к воде: поскольку крышка теперь отделяет воду от атмосферы, то давление воды не будет зависеть от атмосферного. Если со стороны крышки давление на воду отсутствует, тогда гидростатическое давление будет слабее по сравнению с открытым водоёмом, это верно. Иначе к нему будет добавляться давление крышки.
Архимедова сила всегда рассчитывается по единой формуле через плотность жидкости и объём погружённого тела. Поэтому если пренебречь влиянием сниженного давления на эти плотность и объём, то можно считать силу Архимеда неизменной.

По формуле из #2 сила давления на поверхность прямо пропорциональна её площади, т.е. чем больше площадь, тем во столько же раз больше сила. Но величина давления – это «удельная сила», т.е. величина силы, уделённая на площадь поверхности. Поэтому давление от площади не зависит.

Сила архимеда возникает из за разности силы давления на верхнюю и нижнюю грань. На нижнюю грань плюсом к атмосферному давлению действует давление на глубине. Получается, что сила давления на нижнюю грань толкающая куб снизу вверх больше силы давления действующая сверху вниз. И куб всплывает.

Это не должно выразиться в цифрах? По официальным параметрам сила Архимеда будет 9800 Ньютон. А давление атмосферы на квадратный метр 101324 Ньютона. То есть, не должно ли быть, что сила Архимеда должна быть хотя бы суммой этих значений? Но по официальным данным гидроститечкое давление сравнивается с атмосферным только на глубине 10 метров.
Силу Архимеда можно фактически измерить динамометром и в этом значении уже все учтено? И если теория не ошибается о силе атмосферного давления, то получается парадокс, при появлении куба из воды его должна остановить сила атмосферы.
Никак не разберусь с этим вопросом....

Ваша ошибка в том, что гидростатическое давление воды равно атмосферному на глубине не 10 метров, а 0 (нуль) метров.
На глубине десять метров давление воды вдвое больше атмосферного.

Это интересно! Если сила одна и та же не должно ли получаться, что куб и воздухе взлетать должен? Вот не понятно, как с одной и той же силой на один и тот же объект разные по последствиям действия производятся. Это объясняется разной плотностью? Но тогда если силы тут не имеют значения , а имеют плотности, то это совсем другая теория, когда объекты всплывают, плавают или тонут только из-за разности плотностей.
Дальше тоже интересно:
Силу АТМ.д. померяли с помощью высоты столба воды в колбе и получилось соотношение к десяти метрам. То есть сила атмосферы равна десяти метрам воды, то есть гидростатическому на десяти метрах?
Вы говорите, что нет, в колбе не было сопротивление атмосферы и это чистое соотношение к воде ( то есть у воды сила намного меньше без воздействия атмосферы на величину атмосферы. Какое же гидростатическое давление было в колбе на глубине одного метра?) А в ёмкости на которую давила атмосфера была гидростатическая сила направленная во все стороны? Не получается ли тогда, что атмосфера сама себя одолела так как ей оказывалось сила равная по противодействию? Если нет потому что: атмосфера давила на воду и вода поднималась туда где нет сопротивления,то получается , что в опыте по измирению силы атмосферы померили силу гидростатического давления, а со ртутью ртутностатического. Это же очевидно?
И тоже опыт с бутылкой:
Если высота бутылки тридцать сантиметров и на всю ее площадь атмосфера давит, то внутри имеется гидростатическое давление превышающее значения в обычных водоёмах, так как атмосфера давит со всех сторон на бутылку, но когда прокалывают дырку в бутылке и она не выливается это объясняется силой атмосферы давящей на два миллиметра квадратных, что оказывается сильней всех сил. Это как?

Не понял, какие силы одинаковы и почему из-за этого куб в воздухе должен был взлетать. Ещё раз призываю добавлять детали и обоснования, если из предыдущего сообщения это не однозначно следует.
Именно силы и имеют значение для понимания поведения объекта. Второй закон Ньютона нам говорит, что равные силы на предмет производят одинаковые влияния. Пусть куб удерживают под водой так, что верхняя его грань у самой поверхности и покрыта тонюсеньким слоем воды. Когда это мизерное количество воды высохнет и грань станет открыта на атмосферу, сила давления почти не изменится, значит и сила удержания сохранится. Если хоть раз купались или хотя бы палец в воду опускали, то на себе должны представлять, что внутреннее давление организма никого от этого не разрывает.
Статическая плавучесть и вправду определяется лишь разностью плотностей. Но это не другая теория, это следствие из закона Архимеда и законов Ньютона. Это значит, что простую задачу можно решать просто сравнением плотности. Но если задача сложная или простые пути перестали доставлять удовольствие, то можно решать и через силы – результат должен получиться тем же самым. А если не получается, значит в решении ошибка.

Про измерение силы атмосферного давления с помощью столба жидкости:
в этом опыте колба (точнее, пробирища) была герметично закрыта сверху и вместо воздуха над поверхностью воды был вакуум. В таких условиях давление вертикального десятиметрового столба воды действительно равно атмосферному. На глубине одного метра давление соответственно равно одной десятой доле от атмосферного. Условия эти экзотические, их специально устроили ради чистоты опыта (чтобы воздух над водой не влиял на измерения). Принято считать, что если в задаче не упомянута экзотика прямо или косвенно, то условия подразумеваются естественные, какие мы видим почти всегда – т.е. над водой есть земной атмосферный воздух.
Сила – это векторная величина, а ненулевой вектор имеет всегда направление, т.е. в каждом месте она давит только в одну сторону.
Вы опять мало деталей в текст добавили, поэтому дальнейшее я не понял и отвечу наугад. Если нечто другое интересовало, то конкретизируйте подробнее – особенно когда перепрыгиваете с одного опыта на другой и назад. Цифрами или буквами тогда хоть их обозначайте. Или рисунок прикладывайте.
Атмосфера снаружи давит на ёмкость, ну и что?
Если хотели сказать, что жидкость в ёмкости была открыта на атмосферу и поэтому атмосфера давила на неё, а жидкость с той же силой на атмосферу – ну и что? никто никого не одолел, поэтому система взаимодействующих объектов пребывает в статическом равновесии, мир прекрасен. И в опыте Торричелли столб жидкости с безвоздушным пространством над ним создаёт внизу давление, равное атмосферному. Поэтому после измерения высоты этого столба над уровнем открытой на атмосферу поверхности узнали и давление жидкости, и давление атмосферы – да, это очевидно. Величина атмосферного давления равна десяти метрам водного столба (неподвижного и над которым вакуум). Противоречия нет, а в чём тогда вопрос?

Про прокалываемую бутылку:
На всю поверхность бутылки атмосфера давит? И на внутреннюю тоже – т.е. бутылка без крышки или полностью водой заполнена без воздуха?
Если бутылку просто заполнили водой, а потом завинтили крышку, тогда гидростатическое давление под водой будет однозначно больше атмосферного, и если дырку сделали ниже уровня воды в бутылке, тогда из прокола вода гарантированно польётся наружу.
Если вода не льётся, то сила атмосферы уравновешивает силу воды, которая давит с внутренней стороны в ту же дырку, иных сил нет (поверхностным натяжением жидкости пренебегаем). Значит, подготовка к опыту была другой. Вот и проясните, в чём отличие от моего предположения.

А можно сначала вопрос?
Продолжает эта тема обсуждаться или если этот вопрос будет закрыт, это как-то влияет на ваш рейтинг на сайте? А то я пристал, неудобно немного.

Опубликованный вопрос и обсуждение сохранится навечно (т.е. пока существует сайт). В некоторых темах обсуждение возобновляется и продолжается даже спустя полтора десятка лет.
Рейтинг меняется лишь когда ставят лайки 👍 за сообщения.

Понятно. Жаль, что у анонимных пользователей нет возможности ставить лайки. Вы меня хорошо просветили на эту тему.
Вопросы которые у меня остались:
1. Одинаковые силы: я имел ввиду, что если сила определяется разностью давление сверху и снизу, то и в воздухе куб пенопласта взлететь должен. Но понял свою ошибку предполагая, что это не происходит из-за небольшой разницы этих сил в атмосфере (когда в воде на каждый метр появляется значительная разница).
Но если придумать для рассмотрения столб с основанием один квадратный метр и высотой один километри весом чуть больше тонны, то такой объект влететь должен в воздухе?
2. Опыт Торричелли: почему в этом опыте по измирению силы атмосферы не учитывается давление ртути (гидростатическое давление ртути)? Проводился ли подобный эксперимент для проверки, но чтобы столбик с ртутью был погружен в ёмкость не со ртутью , а с водой? Может ли быть, что результаты были бы разные?
И сюда же добавлю опыт со стаканом:
В стеклянный стакан наливают наполовину воду. Накрывают стакан бумагой и переворачивают в воздухе. Убирают руку и вода не проливается и бумага не падает. Это объясняют силой атмосферы снизу удерживающей воду. Вопросы: если атмосфера держит воду значит она сейчас опирается на воздух, то есть невесома? И если подвесить такой стакан на весы, то они покажут вес пустого стакана без веса воды?
Другой вопрос в эту тему: можно ли взяв вместо стакана «колбу» десять метров длинной и померить силу атмосферы, должна ли она удержать весь этот ствол воды (10м)? Будет ли тут зависимость от толщины (диаметра) колбы?
3. Опыт с бутылкой: бутылка не полностью наполнена, сверху остаётся воздух и крышка закрыта. На высоте 5 см ото дна проколоты дырки, и при открытии крышки вода начинает выливаться через дырки, а при закрытии крышки не выливается (например можете посмотреть видео на
«Ютуб» Галилео. Эксперимент. Шутка с атмофмерным давление). Мне кажется по теории сила гидрастического давления должна быть больше, ибо и сумма с атмосферным должна быть так на всю бутылку давит и высота воды есть небольшая, гидростатическое больше чем атмосферное закрывающее отверстия. Это не так?
4. Ещё не понятен опыт с «картезианским водолазом» . Говориться , что при сжатии бутылки внутри увеличивается давление. Но тогда сила Архимеда должна возрастать? Но объекты тонут. В примере со спичкой это объясняют проникновением воды в полости спички, увеличением средней плотности спички. Но средняя плотность никак не может приблизиться к плотности воды, а если даже приблизилась, то как в воде вода тонуть может? Тем более по одной ссылок, что в посоветовали в Википедии, есть мыслительный эксперимент, что предполагаемая масса воды в воде не будет вытесняться силой Архимеда, что очевидно, из-за одинаковой плотности. Тут тоже не понятно если силы разные снизу и сверху, то с одинаковой плотностью объекты вытесняться должны?

1. Действительно, давление в газовой среде меняется слабее с высотой, чем в жидкости.
А какова масса километрового столба воздуха? Она в зависимости от высоты может быть и больше, и меньше тонны. Если масса объекта будет меньше, чем масса вытесненного им атмосферы воздуха, то сила тяжести не удержит объект на земле, и практика воздухоплавания подтверждает это.

2. Разве не учитывается? Торричелли именно со ртутью работал, не с водой.
Если столб ртути в мерном цилиндре поместить в таз с водой, то ртуть выльется и цилиндр заполнится водой.
Если стакан с водой, пусть даже неполный, накрыли бумагой и, придерживая её ладонью, перевернули, то в обычных условиях я не верю, что бумага не отпадёт и что вода не выльется. В пустой части стакана остался воздух с атмосферным давлением, значит в нижнем слое воды давление выше атмосферного, и если бумага не отпала, значит действовали иные силы из-за фокусов типа клейкой бумаги или прочего.
Состояние невесомости – это когда опоры вообще нет или от её наличия не зависит характер движения. Опираться – значит давить на опору своим весом.
Вы почитайте статью про атмосферное давление в энциклопедии – там красочно описано, как древние римляне откачивали воздух из опущенной в воду трубы, поднимая благодаря этому уровень воды в трубе на десять метров. Но как ни пыжились дальше, меняя мощность насоса и диаметр трубы, всегда получалось десять метров, а выше поднять никак не смогли.

3. Если имеете в виду опыт по этой ссылке — https://youtu.be/MwxF2KAlbyA — то ведущий честно говорит, что в закрытой бутылке давление под крышкой становится ниже атмосферного. И если замедлите или остановите воспроизведение видео на семидесятой секунде (1:09) и внимательно посмотрите на дырки бутылки, показанной в этот момент крупным планом, то увидите, что вода выливается и при завёрнутой крышке. То есть в момент закрытия вода продолжает бить струями, но спустя время они становятся слабее и затем полностью иссякают – потому что после закрытия по мере выливания воды объём оставшегося внутри воздуха постепенно увеличивается, а давление его соответственно уменьшается. Лишь когда давление воды у дырок сравняется с наружным атмосферным, течь прекращается полностью. Фокус в том, что происходящее за это короткое время нам не показывают, и поэтому складывается ложное впечатление, что вытекание прекращается мгновенно, когда давление в бутылке якобы не успело снизиться. Тем более что бутылка мягкая и ведущий может ускорить уравновешивание давлений.

4. Когда бутылку сдавливают, давление в бутылке увеличивается, это так. Но почему при этом сила Архимеда должна вдруг увеличиваться? Наоборот: объём погружённого тела становится меньше из-за того, что объём воздуха в порах древесины уменьшается, гравитация постоянна, изменение плотности вытесняющей среды незначительно, поэтому архимедова сила согласно формуле пропорционально объёму становится меньше. Если же сравнивать плотности, то вывод такой же: вспомните, что перед опытом – ссылаюсь на клип https://youtu.be/vE9UxRcgpFw – на спичку специально намотали столько металлической проволоки, чтобы средняя плотность объекта лишь на мизерную величину отличалась от плотности воды в меньшую сторону. При сдавливании бутылки объём обмотанной спички уменьшается, плотность становится выше плотности воды – происходит погружение. Наличие воды в мокрой спичке не учитываем, так как вода в такой же воде действительно не тонет и не всплывает, потому что сила Архимеда в точности уравновешена силой тяжести.

1. Сила Архимеда будет зависить от массы вытесняемой среды, то есть от разницы плотностей объекта и среды или от разницы сил сверху и снизу? Помогите рассчитать, пожалуйста, разницу сил атмосферного давления для столба с основанием один квадратный метр и высотой километр. Какой вес должна поднять эта разница сил?
2. Если в опыте Торричелли нельзя поменять тазик ртути на тазик воды, то это точно опыт по измирению сил атмосферного давления? Не пойму никак как это связанно или не взаимосвязанно.
Опыт со стаканом очень популярен для демонстрации сил атмосферного давления( https://youtu.be/ejw46XOZdE0 ), на сайте (театра занимательных наук) откуда видео есть интересные расчёты по этому опыту. http://t-z-n.ru/svodoi/docs/perevernutii_stakan_s_vodoi.pdf
Может я неправильно выразился о невесомости, но по моему если вода опирается на атмосферу в этом опыте, то если стакан подвесить на весы, показания должны быть равны весу пустого стакана?
3. Почему в этом опыте необходима сила именно сверху если всю бутылку сдавливает атмосфера? Площадь отверстий очень мала по сравнению со всей площадью бутылки и есть некоторая высота воды. Не должна сила гидростатического давления быть больше силы атмосферного давления, ведь есть составность сил?
4. Почему вода в воде не тонет и не всплывает если сила давления будет больше снизу и превышать силу тяжести; в этом случае сила Архимеда отчего зависит? Для примера удобно столб придумать высотой двадцать два метра: материал оболочки равный по плотности воде и столб наполнен водой, основание квадратный метр. Будет ли такой столб находится в рановесии, тонуть или вспылвать?

1. Вы формулы-то посмотрите для силы Архимеда – и станет ясно. По одной формуле она зависит от массы и от плотности (не разности) вытесняемой среды, по другой она определяется силами давления. Начинайте рассчитывать – поможем. Подсказка: на километровой высоте атмосферное давление составляет примерно ⅞ от давления на поверхности.

2. В опыте по измерению величины атмосферного давления в миллиметрах столба жидкости можно использовать любую жидкость. Но в тазике и в цилиндре жидкость должна быть одна и та же!
На видео по ссылке говорится, что это не опыт, а фокус, который основан на специальном оборудовании. В частности, нам опять не показывают, как при переворачивании часть воды выливается (хотя видно, что уровень воды в стакане понижается, а стол становится мокрым), а ведь в результате этого между дном перевёрнутого стакана и поверхностью воды объём воздуха увеличивается, а его давление снижается ровно настолько, чтобы действующие на бумажку силы уравновесились.
Покоящийся объект может опираться только на твёрдую опору, но никак не на подвижную среду. Иначе это звучит как «схватившись зубами за воздух удержаться от падения». В этом опыте вода опирается на бумажку (и на стенки стакана), поэтому весы покажут вес стакана, бумажки, воды и воздуха над водой, но за вычетом веса вытесненного стаканом наружного воздуха из атмосферы.

3. Бутылка не мягкая, а упругая, атмосферное давление не сминает её, а лишь слегка (незаметно) сжимает, поэтому давление внутреннего воздуха оказывается меньше атмосферного. Разность сил давления снаружи и внутри уравновешивает сила упругости бутылки. В дырке материал бутылки отсутствует, поэтому в этом месте силы давления действуют лишь на каплю воды в дырке, а площадь этой капли снаружи и внутри одинакова.
Чувствую, что опять о разном говорим, поэтому максимально подробно ставьте вопрос, если я не угадал и отвечаю на другое.

4. Сила давления обусловлена именно тяготением, поэтому в однородной сплошной среде на любую произвольно выбранную её (среды) часть действуют абсолютно одинаковые сила Архимеда и сила тяжести, а иначе бы в стоячей воде самопроизвольно зарождались течения, но такого же не наблюдается при отсутствии внешних воздействий.
Плотности одинаковы – это достаточное условие для того, чтобы объект пребывал в равновесии с обволакивающей средой, не всплывал и не тонул.

1. Получается, что как я раньше и писал наука использует формулы и теоритические обоснования когда какие удобно, чтобы всё совпадало с действительностью? Иначе не понятно почему в одном случае по плотности в другом по разнице давлений.
Я ещё не умею рассчитывать такие формулы, но уже понял, что будут разногласия по расчетам разности давлений и расчётам по плотности.
И почему не разностям плотности? Можно просто вычесть одну плотность из другой и станет ясно ,что будет происходить с телом погруженным.

2. Я не понимаю, если необходимо использовать одну жидкость, то атмосферное давление тут при чём? Может опыт Торричелли показывает силу жидкости( в сочетании с липучей пустотой (силой вакуума))?
Про опыт со стаканом: вода проливается на стол только когда переворасивают стакана с бумажкой и потом истечение останавливается. Пишется, что это фокус только у того кто скопировал видео сайта и выложил на Ютуб, вот оригинал http://t-z-n.ru/preokean/exp_stakan.html
И таких видео очень много на каналах считающихся и серьезно физическими и обучающими, вот примеры 1. https://youtu.be/-gAy0BZedf4
2. https://youtu.be/8PoLwdo7plM
3. https://youtu.be/g94Wc4wWSSE

Это какое-то массовое заблуждение?

3. Как атмосферное давление слегка может сжимать бутылку если в опытах она бочки и цистерны сминает?

4. Плотности одинаковые, а силы не разные на нижнюю и верхнюю поверхность? Я что-то совсем запутался, то отразности сил давления следует закон Архимеда, то только по плотностям нужно сравнивать. Может теоритические обоснование силы Архимеда неправильное в физике?
Кстати, про однородную среду и действующие силы: если в физике утверждается,ч то в закрытой ёмкости и открытой будут разные гидростатические давления, так как, то есть составность с атмосферой то нету.
То если мы будем ёмкость, то накрывать осторожно крышкой, то снимать крушку и повторять это действо, то в воде волнения должны появиться, так как, то будет действовать сила атмосферы, то нет. Это так?

1. Наука опирается на реальность, это так. Даже слоган такой есть: «Практика – критерий научной истины». Использовать можно любые формулы и теории, которые не противоречат действительности.
Обе формулы для силы Архимеда – и через плотность, и через силу давления – одинаково верны. Поэтому выбор для каждого конкретного случая – вопрос удобства, результат будет одинаковый. Расхождение будет свидетельствовать об ошибке в расчёте.
Знак разности между плотностями объекта и вытесняющей среды определяет критерий плавучести, не путайте его с формулой для силы Архимеда.
Вам для расчёта сил давления не требуется выводить новых формул, все они в этой теме написаны. Подставляйте числовые значения величин – и вычисляйте.

2. В опыте Торричелли с одной стороны давит жидкость, с другой – атмосфера. Опыт не показывает, с какой силой они давят. Опыт показывает, что силы эти уравновешивают друг друга и что поэтому они равны по величине. Вес жидкости можно измерить на весах. Из полученной величины можно узнать равную этому весу силу атмосферного давления и из неё рассчитать удельную величину давления. Разумеется, можете её называть силой липучей пустоты, формально так и есть. Но пустота (вакуум) с течением дней остаётся той же самой, а сила её почему-то в разное время получается разная, и вот ради объяснения этого учёные придумали другую модель – давление атмосферы, которая естественно меняется.
Во всех трёх видео при переворачивании стакана часть воды явно проливается, но в этом-то и фокус. Если ничего не прольётся, то ни бумажка, ни тем более жёсткая пластинка не удержится под перевёрнутым стаканом, потому что давления не будут уравновешены. Это не заблуждение, а просто сокрытие ненужной информации.

3. Внутри бутылки не пустота, а воздух, его давление не даёт бутылке смяться. А цистерны и бочки эти были специально приготовлены для опыта (или фокуса). Без подробностей не дам объяснения.

4. Силы давления среды разные сверху и снизу, это так. Да, закон Архимеда обусловлен разностью сил давления. Но силы давления среды на тело не зависят от плотности тела, так зачем же нужна разность плотностей? Не нужна она. И в статике всё правильно.
Неверно употребляете слово 'составность', лучше простыми словами изъясняйтесь.
Отнюдь не утверждается, что в открытой и закрытой ёмкости разные давления. Утверждается лишь, что в открытой давление связано с атмосферным и зависит от него, а в закрытой не связано и поэтому независимо от атмосферы, но при некоторых условиях давления могут совпасть. И если крышку закрывать медленно и осторожно, то тогда совпадут, и давление от закрывания не поменяется. И если стакан с водой переворачивать осторожно и медленно, так чтобы ни капли не пролилось, то давление воды на пластинку останется больше атмосферного и, как только перестать удерживать её рукой, она моментально отвалится.

Спасибо за внимание и время уделённое на этот вопрос! Даже не ожидал в таких подробностях разузнать теорию по этой теме.
И ещё, скорее всего последний вопрос — проводились какие-нибудь опыты сопоставления вакуума и атмосферы, таким образом чтобы исключалось влияние атмосферы?
Например есть в книгах такой опыт: ёмкость накрывают стеклом и из ёмкости откачивают воздух; стекло трескается; обьесняется силой атмосферы давящей сверху.
Проводился ли такой вариант: в такую же ёмкость наливают воду и накрывают, с закреплением, стеклом; эту ёмкость помещают в вакуумную камеру — из камеры откачивают воздух — далее откачивают воду из ёмкости и при необходимсти водяные пары.
Проводились подобные опыты для подтверждения силы атмосферы и отсутвия сил у вакуума? Где можно почитать или посмотреть?
Спасибо.

Вакуум и атмосферу изучают много сотен лет, и с ними за этот срок наверняка провели многие миллионы экспериментов. Наиболее простое объяснение – материалистическое, т.е. пустота не оказывает силового воздействия. Наверняка также, что многие пытались доказать обратное, но я не специализируюсь на истории физики и поэтому не интересовался столь глубоко. Поиск ответа на такой вопрос потребует много времени и иных ресурсов и поэтому выходит за рамки бесплатного общения. Вам, следовательно, придётся самому делать поиск в литературе либо заказывать платную услугу.

Понятно. Спасибо вам большое!

Тело всплывает, если силы выталкивания (в данном случае это будет сила Архимеда, она действует вверх) больше, чем сила тяжести (которая действует вниз). Если мы зафиксируем, что сила тяжести это Pпен*Vтела*g, а сила Архимеда это Pводы*Vтела*g, то заметим, что Pпен=25 кг/м3, а Pводы=1000 кг/м3. То есть тело будет всплывать. Сила атмосферного давления тут не играет роли, так как она рассчитывает по формуле F=P*S, где F- сила, S- это площадь, P — давление и действует по закону Паскаля во всех направлениях и мы можем говорить о компенсации этих сил или почти компенсации с погрешностью, не имеющей влияния для процесса. Форма предмета из пенопласта может быть любой, как и площадь воздействия давления. Это не имеет значения. Мы рассматриваем условие всплытия тогда, когда тело погружается в воду. Там мы берем в расчет две силы: Архимеда и силу тяжести.

Я согласен, что силу атмосферы можно не учитывать если тело не всплывает над поверхностью и мы рассматриваем только силы внутри воды.
Но сила атмосферы имеет же силу? И вот когда куб пенопласта начинает появляться над водой, то на его площадь сверху будет давить сила в десять раз больше чем сила его выталкивающая. Почему тут не учитывается сила атмосферы? Она же есть или нет?

В условиях статики давление снизу всегда больше, чем давление сверху. Независимо от количества слоёв различных сред и агрегатного состояния их вещества. Поэтому при продвижении вверх статическое давление будет монотонно ослабевать.

тем, что плотность пенопласта меньше плотности воды, а значит сила архимеда (выталкивания) больше, чем сила тяжести

Это понятно. Но именно по теме вопроса никак не могу разобраться. Вам вся ветка обсуждения видна и переписка с Сергеем Ивановичем?
Всё какие-то парадоксы получаются при сопоставлении разных опытов и при попытках глубже понять теорию.

законом Паскаля (если кратко)

Масса куска пенопласта равна 0,15 кг. К грузику, подвешенному на нити, привязали кусок пенопласта и погрузили в воду. Общий вес всей системы в воде равен 8,5 Н. Найди плотность пенопласта, если масса шарика в воде равна 1,2 кг. Весом нити пренебречь.

Не могли бы помочь, решить один вопросик. Если взять ложку, и выпуклой её стороной поднести под струю воды. Она начнёт приподниматься. Как данное явление объяснить с точки зрения теоремы об изменения импульса