На коромысле весов уравновешены два шарика медный и латунный. Останутся ли весы в равновесии, если шарики погрузить в спирт?
В равновесии
Латунный перевесит
Можно определить только с помощью опыта
Медный перевесит
В спирте на шарики кроме силы тяжести будет действовать выталкивающая сила. Таким образом, шарики будут действовать на коромысло весов с силой, соответствующей разности силы тяжести и выталкивающей силы.
Сила тяжести шариков, при погружении их в спирт, не изменится. А вот с Архимедовой (выталкивающей )силой давайте разберемся.
Величина выталкивающей силы определяется формулой:
$F_a=\rho Vg$ (1)
где $\rho,\;V,\;g$ - удельная плотность жидкости, объём вытесненной погруженным телом жидкости, ускорение земного тяготения.
Плотность спирта и ускорение земного тяготения одинаковы для обоих случаев, то есть и в случае с медным шариком, и в случае с латунным шариком.
Приходим к выводу, что всё будет определяться объёмом вытесненной жидкости, а он равен объёму шарика.
Объем шарика определятся формулой:
$V=\frac{m}{\rho_ш}$ (2)
где $m,\;\rho_ш$ - соотвественно масса шарика (по условию массы одинаковы) и удельная плотность материала шарика.
Удельную плотность смотрим в таблице.
Для меди $\rho_м=8900$ $кг/м^3$
В формуле (2) плотность в знаменателе, значит, при одинаковой массе объём медного шарика меньше. Следовательно, меньше и объём вытесняемого медным шариком спирта, тогда, согласно формуле (1), меньше выталкивающая сила.
Вывод: перевесит медный шарик.
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.