ID: 00012894
Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведенного списка.
На весах (см. рис.) установлен герметично закрытый стеклянный колпак, заполненный воздухом. Внутри колпака на рычажных весах уравновешены два шара разного объема (V1 > V2). На каждый из шаров действуют три силы: сила тяжести, (А)__________________ и сила Архимеда.
С помощью насоса откачивают воздух из-под колпака, при этом равновесие весов нарушается и перевешивает (Б)_________________. По мере откачки воздуха (В)_________________, действующая на каждый из шаров, не изменяется, (Г)__________________ уменьшается.
Список слов и словосочетаний:
1) шар 1
2) шар 2
3) атмосферное давление
4) гидростатическое давление
5) сила тяжести
6) выталкивающая сила
7) сила упругости
8) равновесие
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Под герметичным колпаком на рычажных весах уравновешены два шарика разного объёма (V_1 \gt V_2). Из колпака откачивают воздух.
Верные утверждения из предложенного списка.
До откачки на каждый шарик действуют сила тяжести, сила Архимеда (со стороны воздуха) и натяжение нити. Весы внутри колпака уравновешены.
Натяжение нити для шарика объёма V:
T = mg - F_A = mg - \rho_{\text{воздух}} \cdot g \cdot V
До откачки внутренние весы уравновешены: T_1 = T_2, т.е. шарики имеют одинаковый вес в воздухе (с учётом Архимеда). Значит:
m_1 g - \rho_{\text{возд}} g V_1 = m_2 g - \rho_{\text{возд}} g V_2
При откачке воздуха \rho_{\text{возд}} \to 0, сила Архимеда исчезает. Тогда натяжение нити становится:
T = mg
Поскольку до откачки m_1 - \rho_{\text{возд}} V_1 = m_2 - \rho_{\text{возд}} V_2, то при V_1 \gt V_2: m_1 \gt m_2.
После откачки: T_1 = m_1 g \gt T_2 = m_2 g — шарик большего объёма (и большей массы) тянет сильнее, внутренние весы перекосятся в его сторону.
Внешние весы фиксируют суммарную нагрузку колпака. До и после откачки сила тяжести всего содержимого колпака не меняется (воздух вытекает, масса колпака постоянна). Но поскольку откачанный воздух (масса убывает) уходит, показания внешних весов уменьшатся.