Обновлено: 24 марта 2026 г.

Вес тела в жидкости

Почему тяжёлый камень в воде кажется легче? Почему металлический корабль плавает, а гвоздь тонет? Ответ кроется в физике взаимодействия твёрдого тела с жидкостью. Вес тела в жидкости – это не то же самое, что вес в воздухе, и разница существенна.

Почему вес тела в жидкости меньше, чем в воздухе?

Когда тело погружают в жидкость, на него действует выталкивающая сила – сила Архимеда. Она возникает из-за разницы давлений на верхнюю и нижнюю поверхности тела. Давление жидкости увеличивается с глубиной, поэтому снизу на тело давит сильнее, чем сверху. Эта разница и создаёт направленную вверх силу.

Выталкивающая сила равна весу жидкости, которую тело вытесняет:

F_A = ρ_ж · g · V

где:

ρ_ж – плотность жидкости (кг/м³)
g – ускорение свободного падения (9,81 м/с²)
V – объём погружённой части тела (м³)

Именно поэтому любой предмет в воде ощущается легче – жидкость буквально «поддерживает» его, забирая часть нагрузки.

Как рассчитать вес тела в жидкости

Вес тела – это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес. В воздухе вес численно равен силе тяжести P = mg. В жидкости к силе тяжести добавляется выталкивающая сила, направленная вверх.

Формула веса тела в жидкости:

P_ж = mg − ρ_ж · g · V

или через плотность тела:

P_ж = (ρ_т − ρ_ж) · g · V

где ρ_т – средняя плотность тела.

Анализирую статью для создания виджета расчёта веса тела в жидкости. **Анализ:** 1. Задача пользователя – рассчитать вес тела в жидкости, выталкивающую силу, понять, будет тело плавать или тонуть 2. Формулы: P_ж = mg - ρ_жgV, F_A = ρ_жgV 3. Тип – калькулятор с мгновенным пересчётом 4. Нужны справочные данные по плотностям жидкостей и материалов 5. Важные случаи: плавающее тело (вес = 0), частичное погружение 6. Результат: вес в воздухе, выталкивающая сила, вес в жидкости, поведение тела, погружённая часть 7. Примеры из статьи: стальной кубик 0.78 кг → вес в воде 6.67 Н ✓ **Проектирование:** - Переключатель режима: масса+плотность или масса+объём - Пресеты материалов и жидкостей - Визуализация тела в жидкости (CSS-анимация) - Результаты: развёрнутые с интерпретацией - Для плавающих тел показываю реальный вес = 0 и погружённую долю

поверхность

ρ_т

Вес в жидкости: 6,67 Н
Вес в воздухе: 7,65 Н
Выталкивающая сила: 0,98 Н
Изменение веса: −13%
Поведение тела: Тонет
Погружено в жидкость: 100%

Примечание: Расчёт выполнен для стандартных условий (температура ~20°C). Для плавающих тел реальный вес равен нулю – тело не давит на опору.

Калькулятор выше рассчитывает вес тела в жидкости по заданным параметрам. Введите массу тела и его объём (или плотность, если объём неизвестен), укажите плотность жидкости – и получите результирующий вес в ньютонах. Результат включает также выталкивающую силу и вес тела в воздухе для сравнения.

Плотность жидкости можно выбрать из списка типичных значений: пресная вода (1000 кг/м³), морская вода (1025 кг/м³), масло (900–920 кг/м³), спирт (790 кг/м³), ртуть (13 600 кг/м³) или задать вручную.

Примеры расчётов

Стальной кубик в воде

Стальной кубик массой 0,78 кг опустили в пресную воду. Плотность стали – около 7800 кг/м³.

Находим объём кубика: V = m / ρ = 0,78 / 7800 = 0,0001 м³ (100 см³)
Выталкивающая сила: F_A = 1000 × 9,81 × 0,0001 = 0,981 Н
Вес в воздухе: P = 0,78 × 9,81 = 7,65 Н
Вес в воде: P_ж = 7,65 − 0,981 = 6,67 Н

Стальной кубик в воде весит на 13% меньше. Разница ощутимая – именно поэтому под водой можно поднять тяжёлый металлический предмет.

Деревянный брусок в воде

Деревянный брусок плотностью 600 кг/м³ бросили в воду. Брусок плавает, частично выступая над поверхностью.

Если брусок полностью погрузить, выталкивающая сила превысит силу тяжести. Брусок будет стремиться вверх, пока не найдёт равновесие – когда вес вытесненной воды сравняется с весом бруска.

Льдина в морской воде

Плотность льда – 917 кг/м³, морской воды – 1025 кг/м³. Льдина плавает, погрузившись примерно на 89% объёма (917 / 1025 ≈ 0,895). Это объясняет, почему айсберги скрывают под водой основную часть массы.

Условия плавания тел

От соотношения плотностей тела и жидкости зависит поведение тела в жидкости:

Соотношение плотностей	Результат	Пример
ρ_т < ρ_ж	Тело плавает на поверхности	Дерево в воде
ρ_т = ρ_ж	Тело плавает в толще жидкости	Рыба с плавательным пузырём
ρ_т > ρ_ж	Тело тонет	Камень в воде

Корабли из стали плавают благодаря воздушным полостям внутри корпуса. Средняя плотность судна с грузом оказывается меньше плотности воды. Если корабль получит пробоину и трюмы заполнятся водой, средняя плотность превысит плотность воды – судно затонет.

Где это применяется на практике

Судостроение. Инженеры рассчитывают водоизмещение судна – массу воды, которую вытесняет погружённая часть корпуса. Это определяет грузоподъёмность и осадку корабля.

Водолазное дело. Аквалангисты используют грузила для компенсации плавучести неопренового гидрокостюма. Правильно подобранный вес позволяет зависать в толще воды без усилий.

Ареометры. Приборы для измерения плотности жидкостей работают на принципе плавучести. Чем плотнее жидкость, тем выше всплывает ареометр – и наоборот.

Бурение скважин. Буровой раствор подбирают так, чтобы его плотность удерживала частицы породы во взвешенном состоянии и предотвращала обрушение стенок скважины.

Медицина. Гидростатическое взвешивание – метод измерения состава тела человека. Сравнение веса в воздухе и в воде позволяет точно определить процент жировой ткани.

Данные по плотности материалов и жидкостей приведены для стандартных условий (температура около 20 °C, атмосферное давление). При изменении температуры плотность может отличаться.

Часто задаваемые вопросы

Чем отличается вес тела в жидкости от веса в воздухе?

В жидкости на тело действует выталкивающая сила Архимеда, направленная вверх. Она уменьшает вес тела на величину, равную весу вытесненной жидкости. В воздухе выталкивающая сила тоже есть, но она значительно меньше из-за низкой плотности воздуха.

Какая формула для расчёта веса тела в жидкости?

Вес тела в жидкости P = mg − ρжgV, где m – масса тела, g – ускорение свободного падения, ρж – плотность жидкости, V – объём погружённой части тела. Разность mg − ρжgV – это и есть результирующий вес.

Будет ли тело плавать или утонет?

Если средняя плотность тела меньше плотности жидкости – тело плавает на поверхности. Если плотности равны – тело зависает в толще жидкости. Если плотность тела больше – оно тонет.

Зависит ли выталкивающая сила от глубины погружения?

Нет, выталкивающая сила зависит только от объёма погружённой части тела и плотности жидкости. Глубина на силу Архимеда не влияет, если тело полностью находится в жидкости одинаковой плотности.

Почему в морской воде плавать легче, чем в пресной?

Плотность морской воды (около 1025 кг/м³) выше, чем пресной (1000 кг/м³). Чем плотнее жидкость, тем больше выталкивающая сила при том же объёме тела. Поэтому в море тело погружается меньше.

Как найти объём тела неправильной формы?

Погрузите тело в мерный сосуд с жидкостью и измерьте повышение уровня воды. Объём вытесненной жидкости равен объёму тела. Этот метод открыл Архимед и он лежит в основе закона о выталкивающей силе.