Question

Два сплошных шарика одинаковой массы изготовлены из разных

материалов – один из цинка, а другой из меди. Эти шарики подвесили

к концам коромысла равноплечих весов, а затем оба шарика целиком

погрузили в воду. Будут ли после этого весы находиться в равновесии, и если

нет, то который из двух шариков будет перевешивать?

1) Весы будут находиться в равновесии.

2) Равновесие весов нарушится, шарик из цинка перевесит шарик из меди.

3) Равновесие весов нарушится, шарик из меди перевесит шарик из цинка.

4) Равновесие весов может как нарушиться, так и нет.

Answer 1

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно рассмотреть принцип Архимеда и плотности различных материалов.

Принцип Архимеда утверждает, что тело, полностью или частично погруженное в жидкость, испытывает со стороны этой жидкости всплывающую силу, равную весу вытесненной жидкости. Если вес тела меньше веса вытесненной жидкости, тело будет плавать, если вес тела равен весу вытесненной жидкости, тело будет находиться в равновесии, а если вес тела больше веса вытесненной жидкости, тело будет тонуть.

В данном случае у нас есть два шарика одинаковой массы, но из разных материалов. Вес каждого шарика будет одинаковым, но объем и плотность этих шариков могут быть разными.

Если шарик из цинка имеет большую плотность, чем вода, то он будет тонуть. В этом случае, когда шарик из цинка погрузится в воду, он будет испытывать силу Архимеда, направленную вверх, меньшую, чем вес шарика. Таким образом, шарик из цинка будет перевешивать в сторону дна весы.

С другой стороны, если шарик из меди имеет меньшую плотность, чем вода, то он будет плавать. В этом случае, когда шарик из меди погрузится в воду, он будет испытывать силу Архимеда, направленную вверх, равную весу шарика. Таким образом, шарик из меди не будет перевешивать весы.

Исходя из этой информации, можно сделать вывод, что весы не будут находиться в равновесии. Шарик из цинка будет перевешивать шарик из меди.

Ответ на вопрос: 2) Равновесие весов нарушится, шарик из цинка перевесит шарик из меди.