Конечно, давайте разберёмся с этим вопросом подробно.
Когда груз полностью погружен в воду, на него действуют несколько сил: сила тяжести , сила Архимеда и сила упругости .
Сила тяжести : Сила тяжести, действующая на груз, определяется формулой , где — масса груза, а — ускорение свободного падения на поверхности Земли). Эта сила не зависит от того, где находится груз — в воде или в воздухе. То есть, сила тяжести остаётся постоянной во время всего процесса вытаскивания груза из воды.
Сила упругости : Сила упругости — это сила, с которой пружина динамометра тянет груз вверх. Она компенсирует все остальные силы, действующие на груз. В данном случае, когда груз полностью погружен в воду, на него действует также выталкивающая сила Архимеда. Выталкивающая сила определяется как ( FA = \rho{воды} V g ), где — плотность воды, — объём груза, и — ускорение свободного падения.
Когда груз находится полностью в воде, сила упругости динамометра равна разности силы тяжести и выталкивающей силы:
Когда груз начинает выходить из воды, его объём, погруженный в воду, уменьшается. Это означает, что выталкивающая сила уменьшается. Так как сила тяжести остаётся постоянной, сила упругости , измеряемая динамометром, будет увеличиваться, поскольку:
При полном выходе груза из воды выталкивающая сила становится равной нулю, и сила упругости будет равна силе тяжести .
Таким образом, по мере вытаскивания груза из воды:
- Сила тяжести остаётся постоянной и не изменяется.
- Сила упругости увеличивается, так как по мере уменьшения объёма груза, находящегося в воде, уменьшается выталкивающая сила Архимеда.
В конечном итоге, когда груз полностью выйдет из воды, динамометр будет показывать полный вес груза.
Надеюсь, это объяснение помогло вам понять, как изменяются силы, действующие на груз при его вытаскивании из воды!