В воду погружены три сплошных стальных шарика на нитях (см. рисунок). Шар 3 погружён наполовину. Для объёмов шаров справедливы соотношения V2 = 2V1, V3 = 2V2. а) На какой шар действует самая маленькая выталкивающая сила? б) Действует ли на какие-либо шары одинаковая выталкивающая сила? Если да, то на какие? в) Изменится ли выталкивающая сила, действующая на каждый из шаров, если погрузить их в воду глубже?
от

1 Ответ

а) Выталкивающая сила, действующая на шарик, определяется силой Архимеда и зависит от объема погруженной части шарика. Чем больше погруженный объем, тем больше выталкивающая сила.

Пусть V1, V2 и V3 - объемы шаров 1, 2 и 3 соответственно.
Из условия задачи известно, что V2 = 2V1 и V3 = 2V2.
Также известно, что шар 3 погружен наполовину, следовательно, его погруженный объем равен V3/2.

Таким образом, самая маленькая выталкивающая сила будет действовать на шар с наименьшим погруженным объемом, то есть на шар 1.

б) Объемы шаров связаны друг с другом соотношением V2 = 2V1 и V3 = 2V2. Это означает, что объем погруженной части каждого следующего шарика в два раза больше, чем у предыдущего. Следовательно, выталкивающие силы на шары будут возрастать в порядке: шар 1, шар 2, шар 3.

в) Если погрузить шары в воду глубже, то их погруженные объемы увеличатся, что приведет к увеличению выталкивающих сил на каждый из шаров. Таким образом, выталкивающая сила, действующая на каждый из шаров, изменится и станет больше при погружении их в воду глубже.
от