Введение
В этой статье мы сравним значения выталкивающей силы, действующей на пловца в различных сценариях. Выталкивающая сила является важным фактором, который влияет на работоспособность пловца, влияя на его скорость и направление во время плавания.
Сценарий 1: Плавание вверх против силы тяжести
Когда пловец движется вверх против силы тяжести (то есть к поверхности), говорят, что он испытывает положительную плавучесть. В этом случае вес воды, вытесненной телом, равен весу самого тела, поэтому на него не действует суммарная сила. Следовательно, величина выталкивающей силы была бы равна нулю, поскольку она уравновешивается гравитационной силой в соответствии с законом равновесия.
Сценарий 2: Плавающий горизонтально в состоянии покоя
Если пловец плавает горизонтально в состоянии покоя без каких-либо внешних сил, действующих на него, он испытывает нейтральную плавучесть. В этом состоянии выталкивающая сила точно уравновешивает вес тела, создавая нулевую суммарную силу. Таким образом, величина выталкивающей силы в таких случаях также была бы равна нулю.
Сценарий 3: Опускание вниз против силы тяжести
И наоборот, когда пловец опускается вниз против силы тяжести (ко дну), он испытывает отрицательную плавучесть. Здесь вес воды, вытесняемой телом, больше, чем вес самого тела, что создает результирующую силу, направленную вниз на тело. Это означает, что величина выталкивающей силы в этих случаях была бы больше нуля, но меньше величины гравитационной силы, согласно принципу Архимеда.
Заключение
Из приведенных выше рассуждений очевидно, что величина выталкивающей силы варьируется в зависимости от положения и ориентации пловца относительно окружающей жидкости. Однако следует отметить, что эти значения не являются фундаментально фиксированными; вместо этого они могут динамически изменяться в зависимости от различных факторов, таких как изменения позы пловца, изменения плотности/ вязкости жидкости и т.д. Кроме того, следует помнить, что даже несмотря на то, что в определенных ситуациях может показаться, что выталкивающая сила действует противоположно силе тяжести, в конечном счете, она все равно работает в рамках принципов, управляющих гидродинамикой.