Решение: Силы в воздухе и вакууме
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 откачивают воздух из-под колпака, при этом равновесие весов нарушается и перевешивает (Б)__________. По мере откачки воздуха (В)__________, действующая на каждый из шаров, не изменяется, (Г)__________ уменьшается.
Список слов и словосочетаний:
1) шар 1
2) шар 2
3) атмосферное давление
4) гидростатическое давление
5) сила тяжести
6) выталкивающая сила
7) сила упругости
8) равновесие
Решение по шагам
4 шагаПомимо силы тяжести и силы Архимеда, на каждый шар действует сила упругости со стороны подвеса.
$$F_{\text{упр}}$$При откачке воздуха выталкивающая сила уменьшается. Для шара 1 объём больше, поэтому первоначальная выталкивающая сила была больше, а после её уменьшения шар 1 оказывает большую нагрузку на чашу весов и перевешивает.
$$F_A = \rho_{\text{возд}} g V,\quad V_1 > V_2$$Сила тяжести каждого шара не изменяется, поскольку масса шара остаётся постоянной.
$$F_{\text{тяж}} = mg = \text{const}$$Следовательно, по мере откачки воздуха уменьшается выталкивающая сила.
$$F_A \to 0$$Где здесь ошибаются
Выбирать шар 2, не учитывая, что у шара 1 больший объём.
Считать, что сила тяжести изменяется при откачке воздуха.
Путать выталкивающую силу с силой упругости.