На кон­цах ко­ро­мыс­ла рав­но­пле­чих весов под­ве­ше­ны два од­но­род­ных ша­ри­ка. Один шарик сде­лан из же­ле­за, а дру­гой — из меди. Весы на­хо­дят­ся в рав­но­ве­сии. Что про­изойдёт с рав­но­ве­си­ем весов, если оба ша­ри­ка пол­но­стью по­гру­зить в воду? Помогитеее

Давайте разберёмся, что произойдёт с равновесием весов, если оба шарика полностью погрузить в воду.

1. Исходное условие: Весы находятся в равновесии. Это означает, что силы тяжести, действующие на оба шарика (их веса), одинаковы. Однако, в данном случае весы находятся в воздухе, где плотность среды практически не влияет на условия равновесия.

2. Погружение в воду: Когда шарики погружаются в воду, на них начинает действовать сила Архимеда. Эта сила зависит от объёма вытесненной воды, который, в свою очередь, определяется объёмом шарика:

   $$F_A = \rho_{\text{вода}} \cdot V \cdot g,$$

   где:

   • $\rho_{\text{вода}}$ — плотность воды,
   • $V$ — объём шарика,
   • $g$ — ускорение свободного падения.

3. Сравнение материалов:

   • Железо имеет плотность около $7,8 \, \text{г/см}^3$.
   • Медь имеет плотность около $8,9 \, \text{г/см}^3$.

   При одинаковых массах шариков объём железного шарика будет больше объёма медного шарика, потому что плотность железа меньше плотности меди. Следовательно, железный шарик вытеснит больше воды, чем медный, и на него будет действовать большая сила Архимеда.

4. Влияние силы Архимеда на равновесие:

   • Под действием большей силы Архимеда железный шарик как бы "теряет" больше веса, чем медный.
   • В результате "вес" железного шарика (в воде) станет меньше, чем "вес" медного.

5. Нарушение равновесия:

   • Плечо коромысла с железным шариком поднимется вверх.
   • Плечо коромысла с медным шариком опустится вниз.

Итог:

После погружения шариков в воду равновесие нарушится: коромысло весов наклонится в сторону медного шарика.