Question

Два цилиндра – стальной и алюминиевый – одинаковой массы погружены в воду. Почему пружина, на которой повешен алюминиевый цилиндр, растянута меньше?

Answer 1

Я так полагаю, что вторая пружина имеет больший коэффицент жёсткости, так как не указано, что пружины одинаковые.

Answer 2

Различие в растяжении пружины, на которой повешен стальной цилиндр и алюминиевый цилиндр одинаковой массы в воде, связано с различием в плотности этих материалов.

Плотность стали выше, чем у алюминия. Когда цилиндры погружаются в воду, на них начинают действовать две силы: сила тяжести (вес цилиндра) и архимедова поддерживающая сила, которая равна весу выталкиваемой воды. Поддерживающая сила также вызывает деформацию пружины.

Так как плотность стали выше, чем у алюминия, объем стального цилиндра будет меньше, чем объем алюминиевого цилиндра, чтобы достичь одинаковой массы. Следовательно, архимедова поддерживающая сила, действующая на стальной цилиндр, будет меньше, чем на алюминиевый цилиндр.

Меньшая поддерживающая сила ведет к меньшей деформации пружины, на которой висит стальной цилиндр, в сравнении с алюминиевым цилиндром. Это и объясняет, почему пружина, на которой повешен алюминиевый цилиндр, растягивается меньше.