Как изменяются вес шара, сила тяжести и архимедова сила, действующая на шар, когда его полностью и наполовину погружают в воду? Опишите характер изменения для каждой величины, используя цифры 1 (уменьшается), 2 (увеличивается) или 3 (не изменяется).
Ответ:
1. Вес шара:
Как мы знаем, вес — это сила притяжения, с которой Земля действует на тело. Вес тела определяется его массой и силой тяжести (ускорением, которое в данном случае принимается равным 9,8 м/с^2). Когда шар полностью погружен в воду, его вес увеличивается по сравнению с весом в воздухе. Это происходит потому, что погружение шара в воду увеличивает массу системы (шара с водой).
Поэтому ответ: 2 (вес шара увеличивается).
2. Сила тяжести:
Сила тяжести, как уже упоминалось, определяется весом тела и ускорением свободного падения. При полном погружении шара в воду его вес увеличивается, следовательно, и сила тяжести увеличивается.
Поэтому ответ: 2 (сила тяжести увеличивается).
3. Архимедова сила:
Архимедова сила действует на погруженное в жидкость тело и направлена вверх. Её величина равна весу вытесненной жидкости. Когда шар полностью погружен в воду, архимедова сила возникает в результате смещения воды и направлена противоположно силе тяжести. При этом, величина архимедовой силы равна весу вытесненной воды, что приводит к уменьшению архимедовой силы по сравнению с ситуацией, когда шар находится в воздухе.
Поэтому ответ: 1 (архимедова сила уменьшается).
Когда шар наполовину погружен в воду, изменения в весе, силе тяжести и архимедовой силе будут аналогичными, только их величины будут меньше, чем в случае полного погружения шара в воду.