Масса это объём, умноженный на плотность. Масса правой и левой части состоит из массы стаканов, воды и шаров. Различаются только плотности шаров. Где больше плотность, тот и перевесит. Остальное "лишние данные". Архимедова сила и ей подобные.
Доказательство — стальной шар подвешен за крепление которое не участвует в експерименте. Эсли б стальной был подвешен к примеру к креплению на вершине стакана (аналогичный стакан и для шара пин-понга, типа одинаковые сосуды), то весы бы качнулись в сторону стального. Вот и весь фокус.
Перевесит правый стакан, т.е. тот, который полностью погружается в воду под своим весом. Он добавляет к массе стакана и воды "массу" равную объёму вытесненной воды (выталкивающая сила).
Левый стакан, т.е. с погружённым принудительно полым шариком (как и плавающий на поверхности) добавляет к массе стакана с водой только величину собственной массы.
Пример. Шарик диаметром 3.7 см и массой 2.5 грамма, добавляет на правую чашку весов 32.8 грамма, (его объём составляет 32.8 см и он вытесняет 32.8 грамма воды), а на левую чашку полый шарик добавляет только 2.5 грамма .
Опуская стальной шар на нитке в правый стакан (не до дна) мы тем самым, как бы, добовляем такой же объем воды, равный объёму стального шарика, а в левом стакане шарик от пин понга нужен для того, что бы запутать публику (тут я полностью согласен с alexeyost), пусть даже он и имеет массу 2,5 грамма, это все равно меньше чем вес воды вытесненный стальным шариком...
Да и кстати сказать — не важен вес шарика в правом стакане, главное условие это — что бы вес шарика был больше чем вес такого же объема воды.
Например имеем два уравновешанных стакана (с водой) на весах, в левый опускаем шар из алюминия (на подвесе), а в правый опускаем шар из свинца (тоже на подвесе) диаметры шаров одинаковы, при таких условиях весы останутся в равновесии, несмотря на то, что вес у шариков разный !
"... что бы вес шарика был больше чем вес такого же объема воды..." — ну, вообще-то, если исходить из условия задачи, достаточно, чтобы вес шарика был не менее веса такого же объема воды.
Это все еще вчерашний вариант (" если нет нити ... шарики тонут и уровни воды одинаковые, то все равно какие плотности у шариков, и даже все равно какие у них объемы (пусть даже разные). весы не сдвинутся ни в какую сторону.")?
Или тихой сапой условия восстановлена нить подвеса правого шарика?
- если нет нити вниз к дну, и никакой шарик не лежит на дне, и уровни воды одинаковые, то это равновесие. причем безразлично, сколько их, плавают они или подвешены и в каких сосудах находятся
— если же на какое либо дно воздействовать нитью вверх, то эта чашка поднимется.
— если же на какое либо дно утонет шарик, то эта чашка опустится.
Понятно. Т.е., опять на вопрос — который час? Ответ — идет снег...
Суть же, однако, в том, что вновь представленные утверждения кардинально отличны от исходных :-))) :
1. Вместо "если нет нити" появилось "уточнение" — "если нет нити вниз к дну"
2. Как и предполагалось выше, шарики могут быть "подвешены". Правда не уточняется посредством чего ("если нет нити") и к чему...
3. Ну и оказывается, что если "шарики тонут", то равновесие-то нарушается...
Относительно "если же на какое либо дно воздействовать нитью вверх..." — тоже вынужден огорчить: при погружении и фиксации нитью за дно (как на рисунке) плававшего на поверхности воды пинг-понгового шарика, вес системы стакан-вода-шарик не уменьшиться, а увеличчиться -> вода сожмет шарик, объем системы стакан-вода-шарик уменьшится, что приведет к уменьшению воздействующей на эту систему выталкивающая сила воздуха (вопрос только в том, хватит ли чувствительности весов, чтобы это изменение заметить....).
Чего сказать то хотел? Закон Архимеда все и так знают. Что в какой то момент будет равновесие? А кто то сомневался? Тут вся соль задачки в замкнутой и не замкнутой системе. И сколько весит шарик пинг-понга дело 146-е.
К чему все эти рассуждения? В задаче явно указано, что объемы шариков равны и М1=М2. Весь "изюм" задачки в том, что в левом стакане силу Архимеда уравновешивает нить, а в левом стакане давление на дно стакана. Кто это увидел — молодец. Кто не увидел — "садись, — два".
Если уж так переживаешь за m, прикрепи шарик m, налей в этот стакан воды, поставь на другую чашу весов другой стакан и налей воды в него до равновесия весов. Да, воды в нем будет на m больше, ну и что? Фокус то опусканием подвешенного мет. шарика все равно удастся. Потому как:
"Здесь наглядный пример замкнутой системы (слева) и внешнего воздействия на систему (справа). " (с)
У меня дочка-10 классница, эту задачку с замнкутой-не замкнутой почти системой сразу просекла. Узрила "в корень". В школе хорошие педагоги. Здоровья им. )
Я тебе несколько раз тут и намекал и прямо писал о замкнутой и не замкнутой системе, а ты, физик-теоретик, мне тут про Мюнхаузена вещаешь. Нет, у тебя проблемы не только с глазами, но и с понималкой.
1) оба шарика висят извне, оба тонут, одинаковы по объёму, но разные по массе (один стальной, другой тяжёлый пластиковый).
2) шарик для пин-понга опускают вниз на спице (толщиной нити и спицы пренебречь)
3) вместо шарика для пин-понга имеем шарик с нулевой плавучестью (аккуратно вскрыли наш шарик, досыпали груз и заклеили обратно), который находиться в том-же месте но без всякой нити.
если нет нити, площади дна сосудов равны, шарики тонут и уровни воды одинаковые, то все равно какие плотности у шариков, и даже все равно какие у них объемы (пусть даже разные).
если нет нитей вниз (ко дну), и уровень воды одинаковый, то все равно какие там шарики, какая у них плотность, объем, даже сколько их и какие из них плавают или висят.
а какая разница? положим в одну чашу весов шарик весом 100г (в ёмкость с водой, уровень изначально одинаковый), в а другую 200г. если они оба будут плавать или обав утонут, или один плавает, а другой тонет... в любом случае будет одинаковое показание весов.
обоснуй. что больше весит — 1 кг ваты или 1 кг железа? тот, кто говорит одинаково очень сильно заблуждается. железо весит больше. по тому же принципу здесь вес должен быть равным.
читаем правильно какой вопрос задан: В какую сторону качнутся весы?
Сами весы ни про какие шарики и прочее не знают. Они подчиняться силам, действующим на на дно сосуда.
Справа это давление столба воды на площадь дна.
Слева это давление того же столба воды на ту же площадь дна, минус сила натяжения нити, равная (плотностью воды минус плотность шарика пин понга) помноженная на объем шарика для пин-понга.
Соотношение объемов шариков и их плотностей вообще не причем.
стальной Шарик используется только для поднятия уровня воды. Главное что бы он не плавал, т.е был тяжелее воды.
А все эти шарики здесь только для напускания тумана.
Причём тут давление столба? у вас вес пакета молока / сока меняется, если вы этот пакет на бок положите? Высота ведь поменялась :)
Сила натяжения нити к чему приложена и относительно чего действует? Нить жёстко связанна со дном стакана, сила выталкивания пытается поднять шарик вверх, но он стоит на месте = наша сила не работает. Ну или попробуйте поднять сами себя за ремень — встать на месте и потянуть ремень вверх, если получится, тогда я с вами соглашусь...
По закону равенства действия и противодействия выталкивающей силе, с которой жидкость действует на погруженное тело, соответствует сила, с которой тело действует на жидкость. Эта сила направлена вертикально вниз и равна весу жидкости, вытесненной телом. Правый стакан идет вниз. Левый стакан система замкнута из вне на нее ничто не действует. если пинпонг давить из вне (топить чем то тонким тонким) тогда бы была ничья.
1. Отвлекающим моментом в данной задаче является внешняя (относительно весов) связь. Устраним ее — проведем следующий мысленный эксперимент: будем считать, что стальной шарик имеет среднюю плотность равную плотности воды (например, он полый внутри). В этом случае сила натяжения нити равна нулю и последняя может быть устранена.
Результат — на чашках весов имеем два объекта одинакового объема, но разной массы. Причем разность их масс определяется разностью масс шариков.
2. Влияет ли на вес (левый стакан) положение пинг-понгового шарика (плавает на поверхности или утоплен как на рисунке)? При прочих равных, вес определяется двумя параметрами объекта — его массой и его объемом. ИМХО, изменением и первого и второго в данном эксперименте вполне можно пренибречь и считать, что положение пинг-понгового шарика на вес не влияет.
Ты немного смухлевал — в первом случае явно сказано, что шарик стальной и не полый, т.е. заведомо его плотность, больше плотности воды )) — эт необходимое условие )
1. Ну, прежде чем обвинять в мухляже, не худо бы указать, где в условии задачи "явно сказано ... эт необходимое условие" :-)))
2. С каких пор допущение стало "мухляжом"? Если сделанное мной допущение (...будем считать, что...) в данном случае неприменимо — будь уж так любезен, обоснуй.
3. Что до развития решения на вариант шарика с плотностью больше плотности воды — хотелось посмотреть на "ниспровергателей"...
Согласен — насчет первого — ступил — но вобшем то на картинке написано — "Стальной шарик" ) А полая — это обычно — сфера )) Насчет третьего пункта — этож очевидно — пренебрегая левым шаром (система замкнутая — пофигу на силы), на вторую чашу будет действовать сила Архимеда ))
Увы, с точки зрения формальной терминологии именно сфера для физических объектов — разговорное выражение, поскольку сфера (замкнутая поверхность ...) в силу своей двумерности физически не осуществима...
Не суть важно )) Когда хотят подчеркнуть монолитность предмета — говорят шар, когда внутреннюю пустоту — говорят сфера )) И вобщем то пофигу, что сферу нельзя спроецировать на реальный мир, как отдельный объект ))
То-есть, Вы считаете, что если шарик от пинг-понга полностью погрузить в воду (например, привязав ко дну сосуда), то его масса будет больше, чем масса стального шарика ?
(На начало эксперимента масса воды в обоих сосудах одинакова.)
Комментарии
Масса это объём, умноженный на плотность. Масса правой и левой части состоит из массы стаканов, воды и шаров. Различаются только плотности шаров. Где больше плотность, тот и перевесит. Остальное "лишние данные". Архимедова сила и ей подобные.
Столб воды одинаков, значит сила действующая на дно — одинаковая.
Полый шарик выталкивается из воды, и как результат уменьшает силу направленную вниз.
Во втором случае такого уменьшения не происходит.
Вот ту пока засада.
Всё, поклонники ЕГЭ кидайтесь в меня тапками...
Доказательство — стальной шар подвешен за крепление которое не участвует в експерименте. Эсли б стальной был подвешен к примеру к креплению на вершине стакана (аналогичный стакан и для шара пин-понга, типа одинаковые сосуды), то весы бы качнулись в сторону стального. Вот и весь фокус.
Левый стакан, т.е. с погружённым принудительно полым шариком (как и плавающий на поверхности) добавляет к массе стакана с водой только величину собственной массы.
Пример. Шарик диаметром 3.7 см и массой 2.5 грамма, добавляет на правую чашку весов 32.8 грамма, (его объём составляет 32.8 см и он вытесняет 32.8 грамма воды), а на левую чашку полый шарик добавляет только 2.5 грамма .
Опуская стальной шар на нитке в правый стакан (не до дна) мы тем самым, как бы, добовляем такой же объем воды, равный объёму стального шарика, а в левом стакане шарик от пин понга нужен для того, что бы запутать публику (тут я полностью согласен с alexeyost), пусть даже он и имеет массу 2,5 грамма, это все равно меньше чем вес воды вытесненный стальным шариком...
Поэтому правый стакан перевесил )))
Например имеем два уравновешанных стакана (с водой) на весах, в левый опускаем шар из алюминия (на подвесе), а в правый опускаем шар из свинца (тоже на подвесе) диаметры шаров одинаковы, при таких условиях весы останутся в равновесии, несмотря на то, что вес у шариков разный !
вот если бы левого не было, а правый был и уровень воды при этом был равный, куда бы склонились весы?
Или тихой сапой условия восстановлена нить подвеса правого шарика?
— если же на какое либо дно воздействовать нитью вверх, то эта чашка поднимется.
— если же на какое либо дно утонет шарик, то эта чашка опустится.
Суть же, однако, в том, что вновь представленные утверждения кардинально отличны от исходных :-))) :
1. Вместо "если нет нити" появилось "уточнение" — "если нет нити вниз к дну"
2. Как и предполагалось выше, шарики могут быть "подвешены". Правда не уточняется посредством чего ("если нет нити") и к чему...
3. Ну и оказывается, что если "шарики тонут", то равновесие-то нарушается...
Относительно "если же на какое либо дно воздействовать нитью вверх..." — тоже вынужден огорчить: при погружении и фиксации нитью за дно (как на рисунке) плававшего на поверхности воды пинг-понгового шарика, вес системы стакан-вода-шарик не уменьшиться, а увеличчиться -> вода сожмет шарик, объем системы стакан-вода-шарик уменьшится, что приведет к уменьшению воздействующей на эту систему выталкивающая сила воздуха (вопрос только в том, хватит ли чувствительности весов, чтобы это изменение заметить....).
Хотя условие поставлено не корректно. ИМХО
Докажи, что крокодил более длинный, чем зеленый... (с)
"Здесь наглядный пример замкнутой системы (слева) и внешнего воздействия на систему (справа). " (с)
)))
"Здесь наглядный пример замкнутой системы (слева) и внешнего воздействия на систему (справа). " (с)
)))
)))
)))
У меня дочка-10 классница, эту задачку с замнкутой-не замкнутой почти системой сразу просекла. Узрила "в корень". В школе хорошие педагоги. Здоровья им. )
)))
А если усложнить задачу?
1) оба шарика висят извне, оба тонут, одинаковы по объёму, но разные по массе (один стальной, другой тяжёлый пластиковый).
2) шарик для пин-понга опускают вниз на спице (толщиной нити и спицы пренебречь)
3) вместо шарика для пин-понга имеем шарик с нулевой плавучестью (аккуратно вскрыли наш шарик, досыпали груз и заклеили обратно), который находиться в том-же месте но без всякой нити.
если нет нити, площади дна сосудов равны, шарики тонут и уровни воды одинаковые, то все равно какие плотности у шариков, и даже все равно какие у них объемы (пусть даже разные).
весы не сдвинутся ни в какую сторону.
весы не сдвинутся ни в какую сторону.
В одну вы добавляете до верха взбитые сливки, в другую виски. Какая кружка будет тяжелее?
В первом случае вес измениться незначительно (плавающий шарик)
Во втором вес станет равный 3/3, т.е. вес полной кружки.
Так что важно плавает предмет или тонет и какого он веса.
меняется плотность кофе и его объем
Имеем два стакана с водой, исходно уровень воды в них одинаковый + весы находятся в равновесии.
Опускаем в левый стакан шарик из алюминия, в правый — из свинца. Объем шариков одинаков. Равновесие сохраниться?
а) до помещения в стаканы плавающих шариков?
б) после помещения в стаканы плавающих шариков?
в) и до и после помещения в стаканы плавающих шариков?
Вопрос — который час?
Ответ — идет снег...
Сами весы ни про какие шарики и прочее не знают. Они подчиняться силам, действующим на на дно сосуда.
Справа это давление столба воды на площадь дна.
Слева это давление того же столба воды на ту же площадь дна, минус сила натяжения нити, равная (плотностью воды минус плотность шарика пин понга) помноженная на объем шарика для пин-понга.
Соотношение объемов шариков и их плотностей вообще не причем.
стальной Шарик используется только для поднятия уровня воды. Главное что бы он не плавал, т.е был тяжелее воды.
А все эти шарики здесь только для напускания тумана.
Причём тут давление столба? у вас вес пакета молока / сока меняется, если вы этот пакет на бок положите? Высота ведь поменялась :)
Сила натяжения нити к чему приложена и относительно чего действует? Нить жёстко связанна со дном стакана, сила выталкивания пытается поднять шарик вверх, но он стоит на месте = наша сила не работает. Ну или попробуйте поднять сами себя за ремень — встать на месте и потянуть ремень вверх, если получится, тогда я с вами соглашусь...
если мы пакет на бок положим, то давление уменьшится, а площадь дна возрастет. причем, ровно на столько, чтобы их произведение осталось тем же.
Сила натяжения нити приложена приложена к дну и тянет его вверх.
Ну вот посмотрите с точки зрения дна сосуда.
Справа это давление столба воды ПОМНОЖЕННОЕ на площадь дна.
Результат — на чашках весов имеем два объекта одинакового объема, но разной массы. Причем разность их масс определяется разностью масс шариков.
2. Влияет ли на вес (левый стакан) положение пинг-понгового шарика (плавает на поверхности или утоплен как на рисунке)? При прочих равных, вес определяется двумя параметрами объекта — его массой и его объемом. ИМХО, изменением и первого и второго в данном эксперименте вполне можно пренибречь и считать, что положение пинг-понгового шарика на вес не влияет.
2. С каких пор допущение стало "мухляжом"? Если сделанное мной допущение (...будем считать, что...) в данном случае неприменимо — будь уж так любезен, обоснуй.
3. Что до развития решения на вариант шарика с плотностью больше плотности воды — хотелось посмотреть на "ниспровергателей"...
Тоесть условия другие. Другой и результат будет.
(На начало эксперимента масса воды в обоих сосудах одинакова.)
Для решения задачи — не важно как шарик для пин-понга находиться в стакане, важно что он находится там.