Q-質量-天平平衡-01

題目

右圖中有軟木球與砝碼，在等臂天平上達成平衡，若將該裝置改放在真空室內，則大半是否仍然可以維持水平的平衡狀態？

答案

不能維持平衡

解析

• 在空氣中，物體會受到空氣浮力的影響
• 空氣浮力 = 物體體積 × 空氣密度 × 重力加速度
• 軟木球體積大、密度小，受到的空氣浮力較大
• 砝碼體積小、密度大，受到的空氣浮力較小
• 在空氣中平衡時，實際上軟木球的真實重量略大於砝碼的真實重量（因為浮力補償了一部分）
• 移入真空室後，空氣浮力消失，軟木球側因失去較大的浮力補償而下沉
• 因此天平不能維持平衡

測試概念

• 密度 — 空氣浮力對不同密度物體的影響差異