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출처 : http://andy9615.blog.me/220090343563 [2층아저씨의 세상보기]



왼쪽은 바닥에 실로 묶은 탁구공, 오른쪽은 공중에 실로 묶어서 늘어뜨린 강철 공이 각각 물안에 들어있다. 


저울은 어느쪽으로 기울까?

원출처 : 인벤 



답은 아래에 블록을 치시면 확인하실 수 있습니다. 


왼쪽과 오른쪽 모두 물로 채워진 공간의 무게는 동일하고 그 무게는 저울에 가해집니다. (상쇄) 탁구공으로 채워진 부분은 탁구공과 공기만큼의 무게를 가집니다. - 그 공간만큼의 물보다 가볍습니다. 쇠공으로 채워진 부분은 무게에 영향을 주지 않습니다. / 여기까지 생각하면 왼쪽으로 기울어야 할 것입니다. 하지만, 왼쪽 오른쪽 모두 부력이 가해집니다. 유체 내에 임의의 공간을 정하면 그 공간의 유체를 나머지 유체가 떠받치고 있기에 움직이지 않는다는 아이디어로 이해할 수 있는것이 부력입니다. 따라서 탁구공이 받는 부력은 "그 공간만큼의 물의 무게 - 탁구공의 무게" 입니다. 하지만 이 부력은 아래 실에 의해 다시 비커로 전달되지요. 그러므로 왼쪽은 부력의 영향이 없습니다. 오른쪽이 재미난데요. 동그란 공간에서의 힘을 보면 "그 공간을 채운 물의무게만큼의 부력 - 쇠공의 무게"에서 다시 "쇠공의 무게"는 실에 의해 외부에서 상쇄되기 때문에 비커가 쇠공에 부력만큼만 고스란히 주는 셈이 됩니다. 그 반작용으로 오른쪽 비커는 부력만큼을 받게되지요. 
따라서 비교를 하면 (물의무게+탁구공+공기무게):(물의무게+쇠공부피만큼의 물의무게(=부력의 반작용)) 이므로 오른쪽으로 기울어지게 됩니다. 
더 재미난 것은 쇠공의 위치만 유지할 수 있다면, 쇠공대신에 어떤 소재를 쓰더라도, 심지어 물보다 더 가볍더라도 늘 같은 결과가 나온다는 것이지요.

Posted by 빵이매지션

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