Физика решение задач Алюминиевый и стальной шарики насажены на тонкий стержень, стержень подвешивается на тонкой нити так, что он занимает в воздухе горизонтальное положение. Грузы находятся в равновесии. Нарушится ли равновесие, если шары погрузить в воду? Рассмотрите случай, когда шары имеют одинаковые объемы. Массой стержня и его объемом можно пренебречь

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы решить эту задачу, нам необходимо рассмотреть силы, действующие на систему, когда она находится в воздухе и когда она находится в воде.

Когда система находится в воздухе:
На систему действуют следующие силы:
Сила тяжести (F_g) направлена вниз и равна сумме массы алюминиевого и стального шариков, умноженной на ускорение свободного падения (g).Сила натяжения нити (T) направлена вверх и равна силе тяжести системы.

Таким образом, в воздухе сумма всех сил равна нулю, и система находится в равновесии.

Когда система находится в воде:
Как известно, алюминий имеет меньшую плотность, чем сталь. Поэтому объем алюминиевого шарика будет больше, чем объем стального шарика, чтобы их веса в воздухе были равными. Когда система погружается в воду, алюминиевый шарик будет получать больше выталкивающей силы, чем стальной шарик.

Следовательно, равновесие системы нарушится, и система будет двигаться вверх, так как алюминиевый шарик будет испытывать большую выталкивающую силу и будет оказывать на нить меньшую силу, чем стальной шарик.

Таким образом, равновесие системы нарушится, когда шарики будут погружены в воду.