Номер 326, страница 42 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Взаимодействие тел. 14. Динамометр. Сложение двух сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая сил - номер 326, страница 42.

Решение.

Для ответа на вопрос рассмотрим изменения, которые произойдут с весами и пружиной по отдельности.

Равновесие весов

Изначально весы находятся в равновесии. Это означает, что вес стакана с водой на левой чашке равен весу гирек-противовесов на правой чашке.

Когда гирю, подвешенную на пружине, погружают в воду, на неё со стороны воды начинает действовать выталкивающая сила (сила Архимеда), направленная вертикально вверх. Обозначим её $F_A$.

Согласно третьему закону Ньютона, тело (гиря) действует на жидкость с силой, равной по модулю выталкивающей силе и направленной в противоположную сторону, то есть вниз. Эта сила, равная $F_A$, добавляется к весу стакана с водой. В результате давление на левую чашку весов увеличивается.

Поскольку давление на правую чашку весов не изменилось, а на левую увеличилось, равновесие весов нарушится. Левая чашка, на которой стоит стакан с водой, опустится.

Ответ: Нет, весы не останутся в равновесии. Чашка со стаканом воды перевесит.

Растяжение пружины

До погружения гири в воду пружина растянута силой, равной весу гири в воздухе, $P_г$. Сила упругости пружины $F_{упр1}$ уравновешивает этот вес: $F_{упр1} = P_г$.

После погружения гири в воду на неё, помимо силы тяжести $P_г$ и силы упругости пружины $F_{упр2}$, действует выталкивающая сила $F_A$, направленная вверх. Условие равновесия для гири в воде выглядит так: $P_г = F_{упр2} + F_A$.

Отсюда можно выразить новую силу упругости пружины: $F_{упр2} = P_г - F_A$.

Так как выталкивающая сила $F_A$ имеет положительное значение, новая сила, растягивающая пружину, $F_{упр2}$ будет меньше первоначальной силы $F_{упр1}$. Согласно закону Гука, растяжение пружины прямо пропорционально приложенной силе. Поскольку сила натяжения пружины уменьшилась, её растяжение также уменьшится, то есть пружина немного сожмётся.

Ответ: Нет, пружина не останется растянутой по-прежнему. Её растяжение уменьшится на величину, соответствующую уменьшению силы натяжения из-за действия выталкивающей силы со стороны воды.