а) Сила тяжести действует на шары в зависимости от их массы, которая определяется плотностью материала шаров и их объемом:
F = m * g = ρ * V * g,
где F - сила тяжести, m - масса шара, ρ - плотность материала, V - объем шара, g - ускорение свободного падения.
Объем шара одинаковый для обоих случаев (V = 100 см³ = 0.0001 м³), поэтому сила тяжести будет одинаковой, если плотности материала шаров в воде и масле равны.
б) Равновесие весов нарушится, так как силы выталкивания на шары различаются в воде и масле. Обоснование:
Сила выталкивания можно найти, используя формулу:
F_выт = ρ_жид * V_погр * g,
где F_выт - сила выталкивания, ρ_жид - плотность жидкости, V_погр - объем погруженной части шара, g - ускорение свободного падения.
Так как плотность масла больше плотности воды, то погруженная часть шара в масле будет меньше, чем вода. Следовательно, сила выталкивания в масле будет меньше, чем вода.
Исходя из этого, шар, погруженный в масло, перевесит, нарушая равновесие весов.
в) Разница между выталкивающими силами на шары можно найти, вычитая силу выталкивания в масле из силы выталкивания в воде:
ΔF_выт = F_выт_вода - F_выт_масло.
Ответ:
а) Сила тяжести действует на шары одинаково в воде и масле.
б) Равновесие весов нарушится, и шар, погруженный в масло, перевесит.
в) Разница выталкивающих сил на шары равна ΔF_выт = F_выт_вода - F_выт_масло.