Свинцовую гирьку, подвешенную на нити и погруженную в сосуд с водой, как показано на рисунке, вынимают из воды. Как изменятся после вынимания гирьки из воды сила натяжения нити и давление воды на дно сосуда? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.

Анализ ситуации:

Когда гирька находится в воде, на нее действуют две силы: сила тяжести (вниз) и выталкивающая сила Архимеда (вверх). Сила натяжения нити уравновешивает разницу между силой тяжести и силой Архимеда. Когда гирьку вынимают из воды, сила Архимеда исчезает. Это означает, что сила натяжения нити теперь должна будет уравновешивать только силу тяжести гирьки.

Изменение силы натяжения нити:

До погружения в воду сила натяжения нити равна силе тяжести гирьки. Во время погружения сила натяжения нити уменьшается, так как часть веса компенсируется выталкивающей силой воды. После вынимания гирьки из воды выталкивающая сила пропадает, и сила натяжения нити становится равной силе тяжести гирьки. Следовательно, сила натяжения нити увеличится (относительно состояния, когда гирька была в воде).

Изменение давления воды на дно сосуда:

Давление воды на дно сосуда зависит от уровня воды в сосуде. Когда гирька находится в воде, она занимает некоторый объем, вытесняя воду. Уровень воды в сосуде становится выше, чем был бы без гирьки. Когда гирьку вынимают из воды, уровень воды в сосуде понижается. Поскольку давление зависит от высоты столба жидкости, понижение уровня воды приведет к уменьшению давления воды на дно сосуда.

Ответ:

• Сила натяжения нити: увеличится
• Давление воды на дно: уменьшится