Решение: Силы в воздушном колпаке
На весах (см. рисунок) установлен герметично закрытый стеклянный колпак, заполненный воздухом. Внутри колпака на рычажных весах уравновешены два шара разного объёма ($V_1 > V_2$). На каждый из шаров действуют три силы: сила тяжести, (А)__________ и сила Архимеда.
С помощью насоса дополнительно накачивают воздух под колпак, при этом равновесие весов нарушается и перевешивает (Б)__________. По мере накачки воздуха (В)__________, действующая на каждый из шаров, не изменяется, (Г)__________ увеличивается.
Решение по шагам
4 шагаНа каждый шар действуют сила тяжести, сила Архимеда и сила упругости со стороны подвеса.
$$F_{\text{тяж}},\ F_A,\ F_{\text{упр}}$$При накачивании воздуха плотность воздуха под колпаком увеличивается. Поэтому выталкивающая сила, действующая на шары, возрастает.
$$F_A = \rho_{\text{возд}} g V$$Так как объём шара 1 больше объёма шара 2, добавочная выталкивающая сила больше для шара 1. Поэтому перевешивает шар 2.
$$V_1 > V_2 \Rightarrow \Delta F_{A1} > \Delta F_{A2}$$Сила тяжести каждого шара при накачивании воздуха не изменяется, а выталкивающая сила увеличивается.
$$F_{\text{тяж}} = mg = \text{const},\quad F_A \uparrow$$Где здесь ошибаются
Путают шар 1 и шар 2 при определении того, какой шар перевешивает.
Считают, что при накачивании воздуха изменяется сила тяжести шара.
Не учитывают зависимость силы Архимеда от плотности окружающей среды.