Задание 8.3. Два одинаковых по размеру шара, изготовленные из различных материалов, помещают внутрь жидкости и оставляют в покое. Спустя некоторое время шар 2 всплывает, а шар 1 остаётся погружённым в жидкость полностью (см. рис.). а) На рисунке изобразите силы, действующие на шары. б) Выберите правильный ответ. Как соотносятся между собой плотности жидкости (ρж) и материалов (ρ₁ и ρ₂), из которых изготовлены шары? Варианты: ρж = ρ₁ = ρ₂; ρж = ρ₁; ρж > ρ₂; ρж = ρ₁; ρж < ρ₂; ρж = ρ₂; ρж > ρ₁; ρж = ρ₂; ρж < ρ₁.

а) Оба шара находятся в покое, поэтому действующие на каждый из них сила тяжести и сила Архимеда уравновешены. На шар 1, полностью погружённый в жидкость, эти силы равны по модулю. Шар 2 плавает у поверхности: его сила Архимеда также равна силе тяжести.

б) Шар 1 полностью погружён и остаётся в покое, следовательно, сила Архимеда равна силе тяжести, а плотность шара равна плотности жидкости: ρж = ρ₁. Шар 2 всплывает и плавает у поверхности, поэтому его плотность меньше плотности жидкости: ρ₂ < ρж.

Ответ: ρж = ρ₁; ρж > ρ₂.