ID: 00007430
Два однородных шара, один из которых изготовлен из алюминия, а другой – из стали, уравновешены на рычажных весах (см. рисунок). Нарушится ли равновесие весов, если шары полностью опустить в воду?
1) Равновесие весов не нарушится, так как шары имеют одинаковую массу.
2) Равновесие весов нарушится, перевесит шар из алюминия, так как он имеет мéньшую плотность, следовательно, на него действует мéньшая сила Архимеда.
3) Равновесие весов нарушится, перевесит шар из стали, так как он имеет мéньший объём, следовательно, на него действует мéньшая сила Архимеда.
4) Равновесие весов не нарушится, так как шары погружают в одну и ту же жидкость.
Источник: ФИПИ
На весах шары уравновешены, значит их веса (и массы) одинаковы. Сталь плотнее алюминия, поэтому стальной шар при той же массе имеет меньший объём.
В воде на каждый шар действует архимедова сила F=\rho_{в}gV, пропорциональная объёму. У стального шара объём меньше — значит и выталкивающая сила меньше, его «облегчает» вода слабее. Поэтому он перевесит: равновесие нарушится в сторону стального шара (вариант 3).