Номер 1, страница 63 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Обсуди с товарищами. § 13. Третий закон Ньютона. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 1, страница 63.

1. На весах уравновесили неполный сосуд с водой. Нарушится ли равновесие весов, если в воду опустить палец так, чтобы он не касался дна и стенок сосуда?

1. Решение

Да, равновесие весов нарушится. Чаша весов, на которой стоит сосуд с водой, опустится вниз.

Рассмотрим это явление с точки зрения законов физики. Когда палец погружается в воду, на него со стороны воды начинает действовать выталкивающая сила, или сила Архимеда. Эта сила направлена вертикально вверх и равна весу воды, вытесненной погруженной частью пальца. Формула для силы Архимеда выглядит так:

$F_A = \rho_ж \cdot g \cdot V_{погр}$

где $\rho_ж$ — это плотность жидкости (в данном случае воды), $g$ — ускорение свободного падения, а $V_{погр}$ — объем погруженной части тела (пальца).

Согласно третьему закону Ньютона, на каждое действие есть равное по величине и противоположное по направлению противодействие. Если вода выталкивает палец вверх с силой $F_A$, то палец, в свою очередь, давит на воду вниз с точно такой же по модулю силой. Эту силу реакции можно обозначить как $F_Р$.

$F_Р = F_A$

Эта дополнительная сила $F_Р$, направленная вниз, передается через воду на дно и стенки сосуда, а затем на чашу весов. Весы измеряют силу, с которой на них давят, то есть вес. Изначально они измеряли вес сосуда с водой. После погружения пальца они будут измерять суммарный вес сосуда с водой плюс дополнительную силу давления от пальца $F_Р$.

Таким образом, общий вес, измеряемый весами, увеличится на величину силы Архимеда. Это приведет к нарушению равновесия, и чаша с сосудом перевесит.

Ответ: Да, равновесие весов нарушится. Чаша с сосудом опустится, так как показания весов увеличатся на величину веса воды, вытесненной пальцем.