天平一边一个乒乓球拴在水里,另一边一个铁球被钓鱼竿挂在水里,如果水杯一样重,水位一样高,哪边重?,,

如题所述

铁球那侧更重。

一边烧杯水中浸入铁球,会增加重量,增加的重量等于铁球受到的浮力,即铁球排开的同体积的水的重量。烧杯对天平托盘的压力,等于烧杯、水以及铁球排开水三者所受重力相加。

另一边烧杯是一个独立的系统,整体考虑,不考虑内部受力,左侧烧杯对天平托盘的压力,就是烧杯、水和乒乓球三者所受重力相加。两相比较,乒乓球所受的重力跟同体积的水相比可以忽略不计,铁球那侧更重。

性质:

浸在流体内的物体受到流体竖直向上托起的作用力叫作浮力。浮力指物体在流体(液体和气体)中,各表面受流体压力的差(合力)。

公元前245年,阿基米德发现了浮力原理。浮力的定义式为F浮=G排(即物体所受的浮力等于物体下沉静止后排开液体的重力),计算可用它推导出公式F浮=ρ液gV排。同时,液体的浮力公式也适用于气体。

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第1个回答  2022-07-29

结论是铁球这边重,分析如下:

假设拴两个球的绳都是轻绳,以生活常识计乒乓球的标准质量为2.7g,直径4.0cm,钢(铁)材参考密度为7.85g/cm³,则与乒乓球同体积的钢球质量约263.1g. 参考重力加速度为9.8m/s²,参考水密度为1.0g/cm³

根据简化的浮力公式F浮=ρ液gV排

两球排开水的体积相同,则它们受到的浮力是相同的。

    乒乓球这边,绳子受到的拉力与乒乓球的重力和受到的浮力的合力大小相等,方向相反,它们的合力为0,整个系统的重力=杯重+液重+乒乓球重

    铁球这边,铁球的拉力大小=铁球的重梁肢力大小-铁球所受的浮力,铁球所受的浮力会反作用于液体,再作用于整个杯液系统基渣辩,导致整个系统的重力增大,因此整个系统的重力=杯重+液重+铁球所受浮力

最后关键点就是比较乒乓球重和铁球所受浮力的关系了。

乒乓球重=Mg=2.7g×9.8m/s²=0.02646N

铁球所受浮力=ρ水gV球=1.0g/cm³ × 9.8m/s² × (4/3)*π*R³ = 0.32840N

还可以算出铁球所受的重力为2.57795N,因此可以分析铁球如果没有绳拴着,它一定会沉入水中。

铁球所受浮力 > 乒乓球重,则结论就是铁球这边的天平会往下倾。

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