Номер 48, страница 295 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Задачи и упражнения - номер 48, страница 295.

Условие.

48. На весах уравновешен сосуд, наполовину заполненный водой. Нарушится ли равновесие весов, если осторожно опустить в воду палец, причём так, чтобы он не касался дна и стенок сосуда?

Решение.

Решение

Да, равновесие весов нарушится. Чаша весов, на которой стоит сосуд, опустится. Это произойдет по следующим причинам.

1. Когда палец погружается в воду, на него со стороны воды начинает действовать выталкивающая сила, или сила Архимеда. Эта сила направлена вертикально вверх и, согласно закону Архимеда, её величина равна весу воды, вытесненной погруженной частью пальца. Формула для силы Архимеда:

$F_A = \rho_{в} \cdot g \cdot V_{п}$

где $\rho_{в}$ — плотность воды, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $V_{п}$ — объем погруженной части пальца.

2. Согласно третьему закону Ньютона, действие равно противодействию. Если вода выталкивает палец вверх с силой $F_A$, то палец давит на воду с точно такой же по модулю силой, но направленной в противоположную сторону, то есть вертикально вниз.

3. Эта дополнительная сила давления со стороны пальца передается через воду на дно сосуда, а затем и на чашу весов. В результате общая сила, действующая на чашу весов, увеличивается на величину выталкивающей силы $F_A$.

Таким образом, весы покажут увеличение веса, и та чаша, на которой стоит сосуд, опустится, нарушив первоначальное равновесие.

Ответ: Да, равновесие весов нарушится. Чаша с сосудом и водой перевесит, так как на неё будет действовать дополнительная сила, равная по величине выталкивающей силе, действующей на палец.