Учеба и наука
Физика - вопрос №133325
на чашке весов сосуд с водой в ней тело на другой чашке весов гиря они в тёплой комнате если их перенести в холодную комнату сохрантся ли равновесие?
октябрь 24, 2011 г.
-
Всего ответов: 3
-
сохраниться равновесие. врядли температура влияет на вес тела.
-
сохраниться равновесие. врядли температура влияет на вес тела.
-
Нет, равновесие нарушится! Сила тяжести Q определяется не только силой тяготения (в соответствии с законом всемирного тяготения) P=mg, но также и противоположно направленной силой F — выталкивающей, в соответствии с законом Архимеда. Т.е. сила mg уменьшается на силу тяжести вытесненного воздуха — и в случае сосуда с водой (и телом в ней), и в случае гири. И с учетом равновесия чашечных весов имеем тогда:
P1– F1 = P2– F2 (1)
где P1, F1 – силы тяготения и Архимедова для сосуда с водой, P2, F2 – то же для гири.
Очевидно (будем считать) далее, что объем чаши с водой больше объема гири, т.е. соответственно также соотносятся и массы, т.е. и веса вытесненного воздуха:
F1 < F2 (2)
Отcюда, можно «заодно» отметить, следует, что, в силу (1), «чистые» веса P1 (масса) сосуда с водой и гири P2 наоборот – связаны противоположным соотношением:
P1 > P2 (3)
Как следствие отмеченных фактов, вытекает результат, что при понижении температуры (переход из теплой комнаты в холодную) обе архимедовы величины – и F1, и F2 возрастут: понижение температуры, в соответствии с уравнением идеальных газов Менделеева-Клапейрона, влечет повышение концентрации (плотности) воздуха (давление при этом, поскольку всё происходит в соседних комнатах, не меняется!).
Но поскольку объем занимаемый сосудом с водой, больше объема гири, то рост величины F1 окажется более значительным, чем рост величины F2.
И тогда уже, как следствие этого, вытекает, что «равновесие» (1) суммарных величин сил тяжести Q1 и Q2 нарушится (вторые их составляющие – силы тяготения P1иP2, очевидно, не изменятся, поскольку от температуры никак не зависят). При этом, в силу отмеченного явления разного температурного тренда архимедовых сил F1 и F2, при понижении температуры нарушение этого «равновесия» приводит к следующим результату:
P1– F1 < P2– F2 (4)
Иными словами, при переходе из теплой комнаты в холодную равновесие весов нарушится – чаша с гирей перевесит.
