ID: 00019211
К коромыслу весов подвешены алюминиевый и медный грузы равного веса. Как изменится равновесие, если оба груза опустить в воду? Почему?
Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина
Дано: два груза равного веса — алюминиевый ($\rho_{\text{ал}}=2700$ кг/м³) и медный ($\rho_{\text{м}}=8900$ кг/м³).
Идея: в воздухе весы уравновешены. В воде каждый груз «худеет» на свою силу Архимеда $F_A=\rho_{\text{в}} g V$. Она зависит от объёма груза.
Решение: вес одинаков, но медь плотнее. Значит у медного груза объём меньше: $V=\dfrac{m}{\rho}$. Меньше объём — меньше вытесненной воды — меньше сила Архимеда. Поэтому медный груз теряет в весе меньше, чем алюминиевый.
В воде медный груз окажется «тяжелее» алюминиевого, и чаша с медью опустится.
Ответ: равновесие нарушится, перевесит медный груз.
Равновесие нарушится: перевесит медный груз. У него больше плотность, значит при равном весе меньше объём, поэтому в воде на него действует меньшая выталкивающая сила и он теряет в весе меньше алюминиевого.