Почему нарушилось равновесие весов, когда из-под колокола воздушного насоса откачали воздух (рис. 163)? Объясните наблюдаемое явление.

Решение:

Изначально весы находятся в равновесии, что означает, что сила тяжести, действующая на правую чашу весов (с грузом), уравновешивается силой тяжести, действующей на левую чашу весов (с колбой и находящимся в ней воздухом).

Когда из-под стеклянного колокола воздушного насоса откачивают воздух, происходит следующее:

1. Уменьшение давления внутри колокола: Воздух откачивается, создавая частичный вакуум. Давление внутри колокола становится значительно ниже атмосферного давления снаружи.
2. Действие атмосферного давления: Атмосферное давление, действующее на внешние поверхности, становится неравномерным. На внешнюю поверхность колбы (левую чашу весов) давит воздух с меньшей силой (или практически не давит, если вакуум полный), в то время как на правую чашу весов (с грузом) всё ещё действует атмосферное давление, которое в нормальных условиях достаточно велико.
3. Нарушение равновесия: В результате, сила, действующая вниз на правую чашу (груз), теперь преобладает над силой, действующей вниз на левую чашу (колба с остаточным воздухом и без внешнего атмосферного давления). Весы наклоняются в сторону правой чаши, показывая, что левая чаша стала легче.

Ответ: Равновесие нарушилось из-за того, что атмосферное давление, действовавшее на правую чашу весов, стало значительно больше, чем давление внутри откачанного колокола, действовавшее на левую чашу.