2017-11-12
Если в установке, изображенной на рисунке, пережечь нить АВ, то тело Р, имеющее объем 100 $см^{3}$, целиком погружается в воду и остается висеть на нити АСВ. При этом равновесие весов нарушается. На какую чашку весов и какой добавочный груз необходимо положить, чтобы восстановить равновесие?
Решение. В соответствии с законом Архимеда тело Р, погруженное в воду, будет выталкиваться вверх с силой 0,98 н. Поэтому на правую чашку весов будет действовать вес штатива и вес тела Р, уменьшенный на вес вытесненной им воды.
Следовательно, для восстановления равновесия весов необходимо на правую чашку поставить гирю массой 100 г.
Однако опыт показывает, что на правую чашку весов необходимо поставить гирю массой 200 г. В чем ошибка решения?
Решение:
В решении не учтено, что в соответствии с третьим законом Ньютона, если вода действует с некоторой силой на тело вверх, то оно в свою очередь действует на воду с такой же силой вниз. Следовательно, груз Р толкает сосуд с водой вниз с силой 0,98 н. Обе силы создают моменты, вращающие коромысло весов против движения часовой стрелки. Поэтому, чтобы восстановить равновесие, на правую чашку весов необходимо поместить груз, масса которого 200 г.