Условие
4.2.16∗. Докажите, что сила, с которой прижимаются половины плавающего батискафа друг к другу, не зависит от наклона плоскости соприкосновения
полусфер батискафа, если он полностью погружен в воду.
Решение
Для начала рассмотрим случай, когда плоскость соприкосновения полусфер параллельна поверхности воды.
Нам будет нужна вертикальная проекция силы, которая действует на поверхность сферы:
Рассмотрим силу давления на участке
На небольшом участке сверы мы можем увидеть цилиндр, нам нужно найти площадь его поверхности:
Найдём
Подставим выражения
Теперь повернём сверу на угол
Проведя аналогичные рассуждения, мы прийдём к интегралу с пределами интнгрирования от
Видим, что выражения
Что и требовалось доказать.
Ответ
Сила, с которой прижимаются половины плавающего батискафа друг к другу, не зависит от наклона плоскости соприкосновения
полусфер батискафа, если он полностью погружен в воду.