Механика — Задание 4 ОГЭ по физике №00002084

Дано:

два шара разного объёма $V_1 \gt V_2$ под герметичным колпаком; весы в равновесии; насос докачивает воздух

Найти:

описание нарушения равновесия ⠀

Решение:

До накачки каждый шар находится в равновесии под действием трёх сил: $$F_{\text{уп}} = mg - F_A = mg - \rho_{\text{возд}} g V_{\text{шара}}$$ Весы в равновесии, значит $F_{\text{уп},1} = F_{\text{уп},2}$, при этом $V_1 \gt V_2$, $m_1 \neq m_2$. При накачке воздуха под постоянный объём колпака масса воздуха растёт, поэтому плотность $\rho' \gt \rho$. Сила Архимеда: $$F_A = \rho_{\text{возд}} g V_{\text{шара}}$$ возрастает у обоих шаров, но у шара с бо́льшим объёмом ($V_1$) прирост $\Delta F_{A,1} = \Delta\rho \cdot g \cdot V_1$ бо́льше, чем у второго. Натяжение нити первого шара уменьшается сильнее: $F_{\text{уп},1}^{\prime} \lt F_{\text{уп},2}^{\prime}$. Весы накренятся в сторону шара с меньшим объёмом — перевешивает шар 2. Масса каждого шара не изменяется, сила тяжести неизменна, сила Архимеда растёт, натяжение нити (сила упругости) уменьшается.