Feladat: 1908. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Ormosy Gábor 
Füzet: 1984/november, 412 - 413. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Arkhimédész törvénye, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1984/február: 1908. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Nézzük meg, mennyivel nagyobb erő hat az edény aljára, miután a vasat a higanyba mártjuk, mint előtte! Ezt az erőt kell a mérleg másik oldalán kiegyensúlyozni.
Az edény aljára ható erőt a hidrosztatikai nyomásból határozhatjuk meg. Mielőtt a vasat a higanyba tettük, a hidrosztatikai nyomás az edény alján 20Hgmm volt. A vasat a higanyba mártva, a higany szintje megemelkedik; az 1cm vastag higany fölött levő 24cm21cm=24cm3 térfogatú higany most 24cm2-20cm2=4cm2 alapterületen helyezkedik el, így a higany magassága az edényben most összesen 7cm, az ebből adódó hidrosztatikai nyomás 70Hgmm. Az edény aljára hátó erő növekedése tehát
50Hgmm24cm2=(13,6kg/dm3)0,5dm(9,81m/s2)0,24dm2=16,32N. Ennyi súlyt kellett tehát a mérleg másik serpenyőjébe helyezni, hogy az egyensúly újból létrejöjjön.

 

Megjegyzés. A feladatot sokan hibásan értelmezték. A feladat szövege szerint a vashengert belemártjuk a higanyba, nem pedig beletesszük. A másik oldalon így nem a vas súlyát kell kiegyensúlyoznunk, hanem a vas súlyának és a vasat tartó (esetleg nyomó) erőnek az együttes hatását. Így a másik oldalon a 16,32N nagyságú kiegyensúlyozó erő kevesebb (esetleg több) is lehet a vas súlyánál.