Этот вопрос теоретический / академический крайний случай.
Тело в воде будет испытывать две силы:
- Давление, действующее на все поверхности, соприкасающиеся с водой
- Гравитация действует на массу тела
Статья о плавучести в Википедии очень хорошо объясняет, как устроены следующие уравнения. Эта статья также дает определение плавучести как:
В физике плавучесть или движение вверх - это сила, направленная вверх, оказываемая жидкостью, которая противостоит весу погруженного объекта.
(Читатель должен решить, погружено ли тело на земле.)
Сила плавучести, , может быть рассчитана путем интегрирования напряжения (здесь: давление), по всей поверхности, , тела:FBσA
FB=∮σdA
Для погруженного тела можно использовать теорему Гаусса . Это означает, что можно заменить интеграл площади интегралом объема. Однако в этом краевом случае аэроинтеграл тела не является «замкнутым». Поскольку банка находится на земле, на нижней стороне банки нет воды (давления) (см. Также объяснение в Physics.SE 1 , 2 ).
Для краевого случая это означает, что тело имеет контакт с землей, поэтому невозможно использовать уравнение, основанное на интеграле объема:
FB=ρ⋅Vdisplaced⋅g
Единственный способ вычислить силу плавучести - это интегрировать векторы давления на поверхности тела.
Это означает, что для идеальной ровной поверхности и идеальной банки aera-интеграл становится:
FB=−pat−top−of−can⋅Atop
Чистая сила (плавучесть и сила тяжести):
Fnet=−pat−top−of−can⋅Atop−mcan⋅g
Вопрос о том, следует ли называть в этом случае плавучестью, необходимо обсудить.FB
Очень похожим эффектом являются термики . Когда солнечный свет воюет с воздухом на земле, его плотность уменьшается, так как с вашим объектом под водой у вас нет восходящей силы (давления), потому что нет ничего ниже пузырька военного воздуха с более высокой плотностью. Вам нужна помеха, если эта стабильная система доставляет жидкость с более высокой плотностью под область с низкой плотностью, чтобы получить плавучесть. Следующий рисунок отсюда иллюстрирует эти шаги.