Жидкость оказывает на себя выталкивающую силу?

Мне просто интересно, если я возьму какой-нибудь бесконечно малый участок жидкости и построю на нем диаграмму свободного тела, будет ли он испытывать выталкивающую силу от остальной жидкости, частью которой он является, чтобы компенсировать его вес? И какую роль в этой ситуации играет атмосферное давление?

Вы правы в своих рассуждениях. Действительно, вы обнаружите, что вес изолированной жидкости создает градиент давления, который приводит к плавучести. Смотрите мой ответ здесь для более подробной информации: physics.stackexchange.com/a/274101/26076

Ответы (2)

На первый вопрос: да, формально. Имейте в виду, что небольшие токи и диффузия означают, что жидкость все равно будет смешиваться, независимо от того, газ это или жидкость.

Ко второму вопросу: роль давления воздуха заключается в задании давления на поверхности жидкости. Однако вы должны думать о выталкивающей силе не столько о давлении, сколько о скорости изменения давления. Причина, по которой вы испытываете заметную выталкивающую силу под водой, заключается в том, что давление линейно меняется с глубиной, создавая постоянную силу, а ваша плотность примерно такая же, как у воды. Находясь в воздухе, вы также испытываете выталкивающую силу, но она намного меньше, потому что скорость падения давления гораздо медленнее, потому что плотность воздуха примерно в тысячу раз меньше плотности воды.

Ваш бесконечно малый участок жидкости находится в статическом равновесии, поэтому результирующая сила, действующая на него, должна быть равна нулю.
Секция имеет вес и, следовательно, должна иметь равную по величине, но противоположную по направлению силу, которая представляет собой выталкивание, создаваемое остальной жидкостью.

Замените свою секцию объектом, который имеет меньший вес (менее плотный), чем ваша секция, и результирующая сила будет направлена ​​вверх — воздушный пузырь в воде, больший вес (более плотный), а результирующая сила будет направлена ​​вниз — песчинка в воде.

Давление воздуха не имеет значения, так как тяга зависит от разницы давлений, если ваша жидкость не сжимаема.
Более высокое давление воздуха будет сжимать жидкость, делая ее более плотной и, таким образом, увеличивая подъемную силу.
Для практически несжимаемой жидкости этот эффект будет очень мал, но для воздуха под воздухом (наша атмосфера) эффект значителен.