Question

На чугунных весах уравновешены чугунная и медная гири. Нарушится ли равновесие и в какую сторону, если весы с гирями опустить в воду?

Answer 1

Нет, равновесие не нарушится

Answer 2

В воде действует на тело выталкивающая сила, которая зависит от плотности жидкости и объема тела. Т. к. жидкость одна и та же (вода), то в нашем случае выталкивающая сила будет зависеть от объема тела Fa =ρ₁gVт. 
Vт = m/ρ₂ массы тел равны (весы в равновесии), значит объемы зависят от плотности тел ρ₂, плотность меди 8900кг/м³, чугуна 7000кг/м³. Объем чугуна больше, значит и выталкивающая сила , действующая на него больше. Равновесие нарушится.

Answer 3

При опускании весов с гири в воду общий объем весов и гирей увеличится, так как вода займет некоторый объем внутри весов. Таким образом, плавучесть весов увеличится, что приведет к нарушению равновесия.

Чтобы понять, в какую сторону нарушится равновесие, нужно знать отношение объемов меди и чугуна, а также плотности меди и чугуна.

Обычно медь имеет большую плотность, чем чугун, поэтому объем медной гири будет меньше объема чугунной гири при равных массах. Это означает, что при опускании весов в воду чугунная гиря будет выталкивать больше воды, чем медная гиря. Таким образом, плавучесть системы будет больше на стороне медной гири.

Следовательно, равновесие будет нарушено в сторону медной гири, которая будет подниматься вверх.