В этом коротком, но наглядном эксперименте Veritasium подводит итог своей серии «задачи о балансе стаканов», демонстрируя удивительный эффект взаимодействия сил Архимеда. Ведущий решает спорный вопрос, мучивший аудиторию в комментариях: что будет, если погрузить теннисный шарик в воду не с помощью нити, привязанной ко дну, а нажатием пальца?
Физика равновесия ⚖️ 0:00
В предыдущей части эксперимента стало известно, что весы наклоняются в сторону подвешенного акрилового шарика, когда он уравновешивается стаканом с погруженным теннисным мячиком. Однако новый сценарий вызвал жаркие дискуссии среди зрителей, оставив выбор за решением вопроса физической интуиции:
- 13% аудитории посчитали, что стакан с акриловым шариком окажется тяжелее.
- 29% проголосовали за то, что перевесит стакан с теннисным шариком.
- 54% были убеждены, что весы останутся в равновесии.
Когда эксперимент был проведен в реальности, оказалось, что весы находятся в идеально сбалансированном состоянии.
Почему весы остаются в равновесии? 🧪 0:53
Ведущий объясняет, что ключ к разгадке кроется в законе Архимеда и принципе равенства сил. Поскольку оба объекта — акриловый шарик и теннисный мячик — имеют одинаковый объем, они вытесняют равное количество воды. Это означает, что на оба объекта действует одинаковая выталкивающая сила (сила Архимеда), равная весу вытесненной жидкости.
Соответственно, на воду в обоих случаях действуют равные и противоположные направленные вниз силы, увеличивающие вес каждого стакана на одну и ту же величину.
Отличие от случая с нитью 1:07
Зрители часто путают этот результат с первым экспериментом, где шарик был привязан ко дну. Ведущий поясняет разницу в механике:
- Случай с нитью: Сила, действующая вниз на теннисный мячик, компенсировалась силой натяжения нити, направленной вверх.
- Случай с пальцем: Нить отсутствует. Сила, которую прикладывает палец, чтобы удержать шарик в воде, равна силе Архимеда минус вес самого теннисного мячика.
В конечном итоге, изменение веса стаканов оказывается абсолютно одинаковым в обоих случаях, так как оно определяется исключительно весом вытесненной воды. Этот эксперимент стал завершающим аккордом серии, наглядно подтверждающим принципы гидростатики.
[Image of Archimedes principle in a beaker]
