[브레인스토밍] 수위가 올라가는 걸까요, 내려가는 걸까요?
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물이 많이 담긴 큰 나무 대야가 있고, 물 위에 떠 있는 작은 나무 대야가 있습니다. 작은 나무 대야에 철 블록이 있습니다. 이제 철 블록을 꺼내 큰 욕조의 물에 직접 넣으십시오. 지금보다 큰 욕조의 수위가 오르는 걸까요, 떨어지는 걸까요?
철의 밀도는 물의 밀도보다 큽니다. 철 블록에 의해 대체되는 물의 양이 작아지므로 떨어뜨려야 합니다.
다리미로 대체된 물의 양은 작은 대야로 대체된 물의 부피보다 작아야 합니다.
우리는 그것을 동일하게 유지할 수 있습니까? 그나저나 큰 대야에 담긴 것들이 너무 무겁다.
철 블록을 띄우는데 필요한 변위의 양은 철 블록의 부피보다 훨씬 크고, 수면은 떨어진다.
철 블록을 나무 대야에 넣었을 때 물의 부력은 작은 나무 대야와 철 블록의 중력의 합과 같습니다. 철 블록을 큰 나무 대야에 직접 넣으면 단단한 철 블록이 바닥으로 가라앉습니다. 이는 나무 대야의 바닥면이 철 블록을 지지해 주기 때문입니다. 힘의 균형에 따르면 철 블록에 대한 물의 부력은 철 블록의 부력보다 작다는 결론을 내릴 수 있습니다. 중력, 즉 물이 나무 대야와 철 블록에 미치는 총 부력은 작습니다. F=ρgv 공식에 따르면 F가 작아지고 V가 작아질수록 수위는 낮아집니다. 철 블록이 단단하지 않고 큰 나무 대야에 매달려 있거나 떠 있을 수 있다면 물의 부력은 변하지 않으므로 변하지 않습니다.