【Brainstorming】A superfície da água aumentou ou diminuiu?
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Há uma grande bacia de madeira cheia de água. Sobre a água, flutua uma pequena bacia de madeira, e dentro dessa pequena bacia há um pedaço de ferro. Agora, pegue esse pedaço de ferro e coloque-o diretamente na água do grande balde de madeira. O nível da água no balde aumentou ou diminuiu em comparação com antes?
A densidade do ferro é maior do que a densidade da água. Portanto, quando um pedaço de ferro é colocado na água, o volume de água deslocado diminui, e por isso o pedaço de ferro afunda
A diminuição no volume de água deslocado pelo ferro é, certamente, menor do que o volume de água deslocado pela pequena bacia.
Pode ficar como está? De qualquer forma, as coisas que estão no grande recipiente são bem pesadas
A quantidade de água que precisa ser removida para fazer o bloco de ferro flutuar é muito maior do que o volume do próprio bloco, e por isso o nível da água diminui.
Quando o bloco de ferro é colocado em uma bacia de madeira, a força de flutuação da água é igual à soma do peso da pequena bacia e do bloco de ferro. Quando o bloco de ferro é colocado diretamente na bacia maior, o bloco sólido afunda no fundo. Nesse caso, a superfície inferior da bacia exerce uma força de sustentação sobre o bloco de ferro. De acordo com o princípio do equilíbrio de forças, a força de flutuação da água sobre o bloco de ferro é menor que o peso do bloco. Portanto, a força total de flutuação da água sobre a bacia e o bloco de ferro também é menor. De acordo com a fórmula F=ρgv, como F diminui, V também diminui. Assim, o nível da água diminui. Se o bloco de ferro não for sólido, é possível que ele fique suspenso ou flutue na bacia maior. Nesse caso, a força de flutuação da água permanece constante