Сила тяжести, действующая на груз, уравновешивается двумя силами: силой упругости действующей на груз со стороны пружины динамометра, и выталкивающей силой, действующей на груз со стороны воды. Сила тяжести определяется по формуле F = mg и не изменяется в процессе погружения груза в воду. Выталкивающая сила прямо пропорциональна объёму погруженной части тела и по мере погружения груза будет увеличиваться. Соответственно, сила упругости будет в той же мере уменьшаться. По мере погружения тела уровень h воды в стакане будет повышаться, и следовательно, давление воды на дно стакана, определяемое по формуле p=рgh, будет увеличиваться.
Крижина плаває тому що ії щільність нижча за щільність води. Вага води, яку витіснило підводною частиною, дорівнює вазі надводної частини криги: P1 = m1*g P2 = m2*g Так як вага і води і криги пропорційна масі: m1*g = m2*g m1 = m2
m1 = (poH)*V1 m2 = (poL)*V2 де (poH) і (poL) - питома щільність води і криги відповідно, а V1 і V2 - обємы підводної та надводної частин криги відповідно
(poH)*V1 = (poL)*V2 (1)
так як V1 + V2 = 5 дм^3, виразимо один об'єм через другий
Вага води, яку витіснило підводною частиною, дорівнює вазі надводної частини криги:
P1 = m1*g P2 = m2*g
Так як вага і води і криги пропорційна масі:
m1*g = m2*g m1 = m2
m1 = (poH)*V1 m2 = (poL)*V2 де (poH) і (poL) - питома щільність води і криги відповідно, а V1 і V2 - обємы підводної та надводної частин криги відповідно
(poH)*V1 = (poL)*V2 (1)
так як V1 + V2 = 5 дм^3, виразимо один об'єм через другий
V1 = 5 - V2
Підставимо у вираз (1) та вирішим відносно V2
(poH)*(5 - V2) = (poL)*V2
V2((poL) + (poH)) = 5*(poH)
V2 = 5*(poH)/((poL) + (poH)) = 5*999,81/(999,8 + 916,7) = 2,61 дм^3 (об'єм надводної частини)
V1 = 5-V2 = 5-2,61 = 2,39 дм^3 (Объем підводної частини)