Два однородных шара, один из которых изготовлен из алюминия, а другой из меди,уравновешены на рычажных весах.Нарушится ли равновесие весов, если шары опустить в воду

Да, равновесие весов нарушится, если шары опустить в воду. Причина этого связана с различной архимедовой силой, действующей на шары, которая зависит от их объема, а объем определяется плотностью материала, из которого они изготовлены.

Разберем ситуацию подробнее:

1. Условия до погружения в воду:

   • Алюминиевый и медный шары уравновешены на рычажных весах, что означает, что их массы равны. Масса $m$ равна произведению плотности материала $\rho$ на объем $V$: $$m = \rho \cdot V$$
   • Так как масса алюминиевого шара равна массе медного, их объемы будут разными, поскольку плотности алюминия ($\rho_{Al}$) и меди ($\rho_{Cu}$) различны. Алюминий имеет меньшую плотность, чем медь, поэтому его объем будет больше.

2. Условия после погружения в воду:

   • На каждый шар в воде действует выталкивающая сила (архимедова сила), равная весу вытесненной водой: $$F_{A} = \rho_{water} \cdot g \cdot V$$ где $\rho_{water}$ — плотность воды, $g$ — ускорение свободного падения, $V$ — объем погруженного тела.
   • Алюминиевый шар, имея больший объем, вытеснит больше воды, чем медный шар, и на него будет действовать большая выталкивающая сила.

3. Результат:

   • Из-за большей выталкивающей силы, действующей на алюминиевый шар, его эффективный вес в воде уменьшится больше, чем у медного шара.
   • Это приведет к тому, что равновесие весов нарушится, и чашка с медным шаром станет тяжелее.

Итог:

После погружения в воду равновесие нарушится, потому что алюминиевый шар потеряет больше веса из-за большей выталкивающей силы, чем медный шар.