Упр. № Плавание шариков в керосине
Как в сосуде, содержащем керосин, расположатся три сплошных шарика: пробковый, парафиновый, стальной? Ответ обоснуйте. Сделайте рисунок. Изобразите на рисунке силы, действующие на тела различной плотности, погружённые в жидкость.
Решение
По таблице плотностей и условию плавания из § : плотность пробки меньше плотности керосина, а плотности парафина и стали больше. Поэтому пробковый шарик всплывает и плавает у поверхности. Парафиновый и стальной шарики тонут и оказываются на дне.
Схема расположения и направлений сил (стрелки у шариков):
У пробки в положении плавания направленная вверх архимедова сила равна направленной вниз силе тяжести: . У полностью погружённых парафинового и стального шариков , поэтому они опускаются. После касания дна появляется ещё сила реакции опоры вверх, и в покое . Таким образом, у всех шариков есть две основные силы — тяжести вниз и архимедова вверх; у лежащих на дне дополнительно действует опора.
Ответ
Пробковый шарик плавает у поверхности керосина; парафиновый и стальной лежат на дне.
