Бутыль и пакет

Масса воздуха не изменилась, а вот объём, который занимают бутыль и пакет вместе, изменился. Какая сила на это реагирует?

Суммарная масса воздуха внутри бутыли и пакета после перетекания воздуха из бутыли в пакет не изменилась. Следовательно, суммарная сила тяжести, действующая на обе оболочки и воздух внутри них, осталась прежней. Однако изменился суммарный объём, который занимают вместе бутыль и пакет, так как после ослабления зажима часть воздуха из бутыли перешла в пакет. Давление в пакете стало равным 1 атм, значит, такое же давление установилось и в бутыли. Воздух, который в бутыли занимал объём 2 л при давлении 2 атм, теперь при давлении 1 атм занимает объём 4 л. Таким образом, в пакете оказалось 2 литра воздуха, и суммарный объём увеличился на 2 литра. На бутыль и пакет со стороны воздуха действует выталкивающая (Архимедова) сила. Приращение этой силы равно: \[\Delta F_{\text{А}} = 0{,}002\text{ м}^3 \cdot (1{,}3\text{ кг/м}^3) \cdot (10\text{ м/с}^2) = 0{,}026\text{ Н}.\]

Таким образом, для того, чтобы равновесие весов восстановилось, нужно на ту же чашку, где находятся бутыль и пакет, добавить гирьки суммарной массой \(M = \Delta F_{\text{А}}/g = 2{,}6\) г.