Question

Полый металлический шар, повешенный на динамометре, растягивает его пружину с силой 7,85 Н, если его полностью погрузить в глицерин. Если этот шар положить в сосуд с водой,
то, будучи полностью погружённым, он давит на дно сосуда с силой 8,5 Н. Сделайте рисунок и изобразите все силы, действующие на этот шар в обоих случаях. Определите массу шара.

Answer 1

Рисунок 1: Шар, полностью погруженный в глицерин

|
|
| <---- Tяжести (сила притяжения к Земле)
|
|
Tшар | <---- Натяжение пружины динамометра
(7,85 Н) |
|
|
|
|
___________|___________
Шар
Рисунок 2: Шар, полностью погруженный в воду

|
|
|
|
Tдавление | <---- Давление на дно сосуда
(8,5 Н) |
|
|
|
|
___________|___________
Шар
Теперь, чтобы определить массу шара, воспользуемся вторым законом Ньютона, который гласит, что сила равна произведению массы на ускорение:

F = m * a

В первом случае, когда шар полностью погружен в глицерин, действующая сила - это натяжение пружины динамометра, Tшар = 7,85 Н. Так как шар находится в состоянии покоя, ускорение равно нулю. Таким образом:

Tшар = m * a
7,85 Н = m * 0
m = 7,85 Н / 0
m = 0 кг

Во втором случае, когда шар полностью погружен в воду, действующая сила - это давление на дно сосуда, Tдавление = 8,5 Н. Опять же, так как шар находится в состоянии покоя, ускорение равно нулю:

Tдавление = m * a
8,5 Н = m * 0
m = 8,5 Н / 0
m = 0 кг

Таким образом, масса шара равна нулю в обоих случаях. Это может быть необычно, но это означает, что шар, как описано, не имеет массы.