2014-05-30
Два металлических шара (свинцовый и железный) уравновешены на разноплечих весах. При опускании шаров в воду равновесие не нарушилось. Попробуйте найти объяснение этому явлению.
Решение:
Пусть $l_{1}$ и $l_{2}$, $m_{1}$ и $m_{2}$, $V_{1}$ и $V_{2}$ - длина плеч
весов, масса и объем шаров соответственно. Условие равновесия на таких весах: $m_{1}l_{1} = m_{2}l_{2}$. Так как сила Архимеда пропорциональна объему данного тела, то при погружении в воду равновесие весов не будет нарушено в случае, если $V_{1}l_{1}=V_{2}l_{2}$ - Разделим почленно первое равенство на второе: $m_{1}/V_{1}=m_{2}/V_{2}$ т.е. $\rho_{1}=\rho_{2}$. Это говорит о том, что средние плотности шаров равны. Отсюда ясно, что в более плотном (свинцовом) шаре имеется полость, вследствие чего равновесие сохраняется.