№157 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Задача

Что покажут динамометры (рис. 26), если верхний динамометр опустить так, чтобы груз объемом $$0{,}2\ \text{дм}^3$$ оказался полностью погруженным в воду, но не касался дна сосуда?

Подробный ответ

Дано

$$V=0{,}2\ \text{дм}^3=0{,}2\cdot 10^{-3}\ \text{м}^3$$

$$F_1=4\ \text{Н}$$

$$F_2=8\ \text{Н}$$

$$\rho_{\text{воды}}=10^3\ \text{кг/м}^3,\quad g\approx 10\ \text{Н/кг}$$

Ход решения

При погружении груза в воду на него действует выталкивающая сила Архимеда:

$$F_A=\rho gV$$

$$F_A=10^3\cdot 10\cdot 0{,}2\cdot 10^{-3}=2\ \text{Н}$$

Показание верхнего динамометра уменьшится на величину выталкивающей силы:

$$F_1’=F_1-F_A=4-2=2\ \text{Н}$$

По третьему закону Ньютона груз действует на воду и дно сосуда вниз с силой, равной по модулю $$F_A$$. Поэтому показание нижнего динамометра увеличится на эту же величину:

$$F_2’=F_2+F_A=8+2=10\ \text{Н}$$