Ведро с водой

На одну чашку весов поставлено ведро, до краев наполненное водой, на другую – точно такое же ведро, тоже полное до краев, но в нем плавает кусок дерева. Какое ведро с водой перетянет?

Какое ведро с водой перетянет?

Если задать эту задачу разным людям, то получают разноречивые ответы. Одни отвечали, что должно перетянуть то ведро с водой, в котором плавает дерево, потому что "кроме воды, в ведре есть еще и дерево". Другие – что, наоборот, перетянет первое ведро, "так как вода тяжелее дерева". Ни то, ни другое не верно: оба ведра имеют одинаковый вес. Во втором ведре, правда, воды меньше, нежели в первом, потому, что плавающий кусок дерева вытесняет некоторый ее объем.

Но, по закону плавания, всякое плавающее тело вытесняет своей погруженной частью ровно столько жидкости (по весу), сколько весит все это тело. Вот почему весы и должны оставаться в равновесии.

Решите теперь другую задачу. Я ставлю на весы ведро с водой и рядом кладу гирьку. Когда весы уравновешены гирями на чашке, я роняю гирьку в ведро с водой. Что сделается с весами?

По закону Архимеда, гирька в воде становится легче, чем была вне воды. Можно, казалось бы, ожидать, что чашка весов с ведром поднимется. Между тем в действительности весы останутся в равновесии. Как это объяснить?

Гирька в ведре вытеснила часть воды, которая оказалась выше первоначального уровня; вследствие этого увеличивается давление на дно ведра с водой, так что дно испытывает добавочную силу, равную потере веса гирькой.

Инструменты