Как и
предыдущей задаче, ключевым элементом решения здесь является вычисление выталкивающей силы. Итак, при погружении груза в воду на груз начинает действовать сила Архимеда, направленная вверх. Она уменьшает натяжение нити, т. е. сила, действующая на правую чашку весов, уменьшается на величину F
А.
FА = ρвgV
V = m/ρал
Здесь ρ
в и ρ
ал − плотности воды и алюминия соответственно, V и m − объем и масса тела. Отсюда имеем:
FА = ρв/ρал · gm
По третьему закону Ньютона на эту же величину увеличится сила, действующая на левую чашу. Поэтому левая чашка весов перевесит правую, и, для того, чтобы восстановить равновесие, на нее надо поставить гирю весом 2F
А.
mг = 2FА/g = 2mgρв/ρал/g = 2mρв/ρал
Произведем вычисления:
mг = 2 · 54 · 10−3 кг · 103 кг/м3 /2,7 · 103 кг/м3 = 40 · 10−3 кг = 40 г