Давление столба воды равно давлению столба неизвестной жидкости: p1gh1= p2gh2, это следует из того что граница раздела ртути и жидкостей находится на одном уровне, тогда плотность неизвестной жидкости равна p2 = p1h1/h2 = 1000*0,18/0,2 = 900 кг/м3
Разумеется, равновесие нарушится.
Выталкивающая сила, действующая на цилиндры, зависит от величины объема цилиндров и не зависит от их массы.
ρ = 1000 кг/м³ - плотность воды
ρ₁ = 7000 кг/м³ - плотность чугуна
ρ₂ = 2700 кг/м³ - плотность алюминия
Так как
Fa₁ = ρgV₁ и Fa₂ = ρgV₂, то: Fa₁/Fa₂ = ρgV₁/ρgV₂ = V₁/V₂
Учитывая:
V₁ = m/ρ₁ и V₂ = m/ρ₂, получим:
Fa₁/Fa₂ = ρ₂/ρ₁ = 2700/7000 ≈ 0,39
Fa₁ = 0,39*Fa₂
Тогда на плечо весов с чугунным цилиндром при погружении в воду действует сила:
F₁ = mg - Fa₁ = mg - 0,39*Fa₂
На плечо весов с алюминиевым цилиндром при погружении в воду действует сила:
F₂ = mg - Fa₂
Так как
F₁ - F₂ = mg - 0,39*Fa₂ - mg + Fa₂ = 0,61*Fa₂, то
плечо весов с чугунным цилиндром перевесит.
Плотность воды - 1000 кг/м3.
1 шар (1000) будет плавать в воде, но подниматься не будет, так как его плотность равна плотности воды.
2 шар (750) то, что надо. Его плотность меньше плотности воды, он всплывёт.
3 шар (3000) утонет.
a) в момент t=0 V0x=20 м/с
б) Из графика V=0 в момент t=4 c ax=(V-V0)/t=(0-20)/4=-5 м/с2