같은 비커에 같은 양의 물이 담겨있음. 왼쪽은 공기가 들어있는 탁구공이 비커 바닥과 실로 연결되어 떠있고, 오른쪽 비커에는 탁구공과 같은 부피의 쇠공이 실로 천장에 매달려있음. 저울은 어느 쪽으로 기울까? (단, 실의 무게와 부피는 무시함)


물1에 부력이 빠져서 지금 애들은 모를 수 있지만, 부력은 유체가 잠긴 물체를 미는 힘으로 중력의 반대 방향으로 pVg (p는 유체의 밀도, V는 잠긴 부피, g는 중력가속도) 만큼 작용함.


부력 공식 알려줬으니 물1러들은 매우 쉽게 이걸 풀 수 있어야 함.


해설
저울은 비커가 저울을 미는 힘을 잼. 비커에 작용하는 힘은 비커의 중력과 물이 비커를 미는 힘, 저울이 비커를 위로 미는 힘, 그리고 실이 저울을 위로 잡아당기는 장력(왼쪽만)임. 이게 평형이니 저울이 비커를 미는 힘 (= 저울이 재는 힘) = 비커의 중력 + 물이 비커를 미는 힘 - 실의 장력(왼쪽만). 물이 비커를 미는 힘을 보기 위해 물에 작용하는 힘을 비교해보자. 왼쪽: 물 자체의 중력이 아래로 작용하고, 공이 물을 미는 힘이 작용하고, 비커가 물을 위로 미는 힘이 작용함. 따라서 물이 비커를 미는 힘의 크기 (= 비커가 물을 미는 힘의 반작용) = 물의 중력 + 공이 물을 미는 힘(=부력) 오른쪽: 마찬가지로 물 자체의 중력이 아래로 작용하고, 공이 물을 미는 힘이 작용하고, 비커가 물을 위로 미는 힘이 작용함. 따라서 왼쪽과 오른쪽에서 물이 비커를 미는 힘은 같음. 따라서 왼쪽은 장력에 의해서 저울이 비커를 미는 힘이 감소하므로 왼쪽의 저울이 재는 힘이 작고, 따라서 저울은 오른쪽으로 기움,