§ 46. Действие жидкости и газа на погружённое в них тело

Тяжёлый камень, который на берегу и с места не сдвинуть, под водой удаётся приподнять почти без усилий. Отпущенный на глубине мяч сам устремляется к поверхности. На этом свойстве воды держится целая техника: водолазы поднимают затонувший груз, привязав к нему мягкий мешок и накачав его воздухом (рис. 1). Присмотрись: наверх груз тянет не трос крана, а раздутый жёлтый баллон.

Жидкость давит на дно и стенки сосуда, а опущенное в неё тело — со всех сторон сразу. Возьмём брусок в форме прямоугольного параллелепипеда и полностью утопим его в воде (рис. 2). На чертеже к каждой грани пририсована своя сила давления: слева и справа брусок сжимают F₃ и F₄, сверху вниз давит F₁, снизу вверх подпирает F₂. Боковые грани лежат на одной глубине, поэтому F₃ и F₄ равны по модулю и гасят друг друга.

С верхней и нижней гранями иначе. Над верхней гранью стоит столб воды высотой h₁, и давление там p₁ = ρжgh₁, где ρж — плотность жидкости (кг/м³), g — ускорение свободного падения (10 м/с²), h₁ — глубина верхней грани (м).