Question

Шар, подвешенный на растянутой нити , находится в равновесии в жидкости. Как изменится сила Архимеда, действующая на тело, и вес шара в жидкости, если поменять на жидкость с меньшей плотностью​

Answer 1

Сила Архимеда прямо пропорциональна каждой своей составляющей:

Fархимеда = р1*g*Vтела

Если сменить жидкость на жидкость с меньшей плотностью:

р1 > р2, например: р2 = р1/2, то:

(р1/2)*g*Vтела = (p1*g*Vтела)/2 = Fархимеда/2,

то есть, сила Архимеда уменьшится во столько раз, во сколько плотность новой жидкости меньше прежней.

Вес тела в жидкости меньше, чем в вакууме, на архимедову силу:

P в жидкости 1 = P в вакууме - Fархимеда, значит:

P в жидкости 2 = P в вакууме - (Fархимеда/2),

следовательно, вес тела в новой жидкости увеличится на столько, на сколько уменьшится сила Архимеда в новой жидкости.

Answer 2

Сила Архимеда, действующая на погруженное в жидкость тело, равна весу выталкиваемой жидкостью тела и направлена вверх. Формула для расчета силы Архимеда:

$F_{\text{Архимеда}} = \rho_{\text{жидкости}} \times V_{\text{погруженной}} \times g,$

где:

• $\rho_{\text{жидкости}}$ - плотность жидкости,
• $V_{\text{погруженной}}$ - объем погруженной части тела,
• $g$ - ускорение свободного падения.

В равновесии погруженный в жидкость шар находит равновесие между силой Архимеда, направленной вверх, и его весом, направленным вниз. При замене жидкости на другую жидкость с меньшей плотностью ($\rho_{\text{жидкости}}$), объем погруженной части шара ($V_{\text{погруженной}}$) останется неизменным, так как это зависит только от формы и объема самого шара.

Из формулы видно, что сила Архимеда $F_{\text{Архимеда}}$ пропорциональна плотности жидкости. Если вы меняете жидкость на менее плотную, то сила Архимеда уменьшится. Вес шара в жидкости остается постоянным, так как он зависит от массы шара и ускорения свободного падения:

$\text{Вес шара} = m \times g,$

где:

• $m$ - масса шара,
• $g$ - ускорение свободного падения.

Итак, если вы замените жидкость на жидкость с меньшей плотностью, сила Архимеда уменьшится, но вес шара в жидкости останется неизменным.