Герметичный сосуд полностью заполнен водой и стоит на столе
Задача по физике – 13781
Замкнутый сосуд в форме прямоугольного параллелепипеда длиной $2L$, шириной $b$ и высотой $h$ перекрыт посередине тонким поршнем, который может перемещаться без трения (рис.). В правую половину сосуда через отверстие вверху медленно наливают жидкость плотностью $rho$. Какой объем жидкости можно налить, если атмосферное давление равно $p_{0}$, а температура постоянна?
Подробнее
Задача по физике – 13805
Большой неподвижный герметичный сосуд частично заполнен водой и поддерживается при постоянной температуре $T$. В воду пустили плавать открытый сверху цилиндрический тонкостенный стакан радиусом $r$, причем края стакана оказались на $h$ выше, а дно – на $H$ ниже уровня воды (рис.). Дно стакана утяжелено, так что стакан плавает вертикально. При температуре $T$ давление насыщенных паров воды равно $p$. Плотность $rho$ и молярная масса $M$ воды известны. Коэффициент прилипания молекул пара к поверхности воды равен $alpha$.
1) Какая минимальная масса $m$ воды должна накопиться в стакане, чтобы он утонул? Поверхностным натяжением можно пренебречь.
2) Найдите поток $Phi$ молекул, покидающих поверхность воды.
3) Найдите разность концентраций $Delta n$ пара над поверхностями воды в стакане и в сосуде, предполагая, что процессы диффузии протекают много быстрее процессов испарения.
4) Оцените время $t$, через которое стакан утонет.
Коэффициент прилипания – это вероятность того, что молекула пара, налетевшая на поверхность воды, присоединится к воде. Поток молекул – это количество молекул, отнесенное к площади и ко времени.
Подробнее
Задача по физике – 13842
В тонкой U-образной трубке постоянного сечения находятся вода и ртуть одинаковых объемов. Длина горизонтальной части трубки $l = 40 см$. Трубку раскрутили вокруг колена с водой, и оказалось, что уровни жидкостей в трубке одинаковы и равны $h = 25 см$ (рис.). Пренебрегая эффектом смачивания, определите период $T$ вращения трубки. Ускорение свободного падения $g = 9,8 м/с^{2}$, плотности воды и ртути $rho_{в} = 1,0 г/см^{3}$ и $rho_{р} = 13,5 г/см^{3}$.
Подробнее
Задача по физике – 13885
Водолазный колокол в форме цилиндра без дна, частично заполненный воздухом, находится под водой (рис.). Чтобы колокол не всплывал, его прикрепили тросом к дну водоема. На веревке к колоколу привязан груз, находящийся в воде. Площадь горизонтального сечения колокола $S = 4 м^{2}$, объем воздуха в нем $V = 8 м^{3}$ при давлении $p = 1,5 cdot 10^{5} Па$. Когда груз в колоколе поднимают над уровнем воды, давление возрастает на $Delta p = 250 Па$, при этом трос остается натянутым. Найдите изменение натяжения троса и веревки. Плотность воды $rho = 10^{3} кг/м^{3}$, ускорение свободного падения $g = 10 м/с^{2}$. Воздух в колоколе подчиняется закону Бойля-Мариотта: $pV = const$, где $p$ – давление, $V$ – объем воздуха в колоколе.
Подробнее
Задача по физике – 13908
В одной чашке на равноплечных весах лежит кусок льда, который уравновешен гирей массой 1 кг, находящейся в другой чашке. Когда лед растаял, равновесие нарушилось. Груз какой массы и на какую чашку следует добавить, чтобы восстановить равновесие?
Подробнее
Задача по физике – 13941
Тело, склеенное из трех соосных цилиндров разного поперечного сечения и разной высоты (рис.), погружают в некоторую жидкость и снимают зависимость силы Архимеда $F_{A}$, действующей на тело, от глубины $h$ его погружения (табл.). Известно, что площадь сечения самого узкого (не факт, что самого нижнего) цилиндра $S = 10 см^{2}$. Постройте график зависимости $F_{A}(h)$ и с его помощью определите высоту каждого из цилиндров, площади сечения двух других цилиндров и плотность жидкости. В процессе эксперимента ось вращения цилиндров оставалась вертикальной, $g = 10 м/с^{2}$.
Подробнее
Задача по физике – 13968
Имеется цилиндрическая труба с внутренним радиусом $r$, внутри которой находится газ под давлением $p$. Найдите силу (величину и направление), действующую со стороны этого газа на кусок трубы с плоскими сечениями, которые образуют углы $alpha$ и $2 alpha$ с перпендикулярной трубе плоскостью и осью трубы соответственно (рис.; кусок трубы, для которого нужно искать силу, выделен).
Подробнее
Задача по физике – 13971
Важным параметром жидкостного насоса является его напорно-расходная характеристика, которая показывает, какой перепад давлений $Delta p$ (напор) может обеспечить насос в зависимости от количества жидкости $mu$, которое он может прокачать в единицу времени (расход). Эта зависимость, как правило, является убывающей функцией: при большом расходе насос может обеспечить только маленький напор и наоборот. Имеется насос, напорно-расходная характеристика которого имеет вид $Delta p = p_{0} – alpha mu^{2}$, где $p_{0}$ и $alpha$ – известные числа с соответствующими размерностями. При каком расходе насос развивает наибольшую мощность? Чему равна эта наибольшая мощность?
Подробнее
Задача по физике – 14000
К грузу, находящемуся внутри шприца, привязана нить, пропущенная через открытый кончик шприца (рис.). Эту конструкцию опускают в сосуд с водой и медленно доливают воду. По мере наполнения сосуда водой шприц все время поднимается (эксперимент 1). Если же к нижнему концу нити прикрепить дополнительный груз (эксперимент 2), то поведение шприца меняется: шприц вначале поднимается, потом перестает подниматься, а затем опускается на дно (при этом дополнительный груз все время покоится на дне). Объясните наблюдаемое явление.
Подробнее
Задача по физике – 14016
На рисунке изображены два поршня различных диаметров, жестко связанные между собой с помощью штока. Пространство между поршнями заполнено водой. Казалось бы, что легче переместить поршни вниз, так как для перемещения их вверх надо преодолеть вес поршней и воды. Однако в действительности как раз наоборот. Как это объяснить?
Подробнее
Задача по физике – 14017
На весах уравновешивается сосуд, на 3/4 наполненный водой. Что произойдет с весами, если в сосуд опустить одним концом предмет, держа другой его конец в руке?
Весы должны были бы остаться в равновесии, ибо предмет, введенный в сосуд с водой, нельзя рассматривать как лишнюю перегрузку. Ведь его вес не действует на чашку весов, так как он не плавает в воде, не упирается в дно или стенки, а остается в руке. Опыт показывает, что весы выйдут из равновесия и покажут увеличение веса сосуда. Как это объяснить?
Подробнее
Задача по физике – 14018
Сила давления жидкости на дно сосудов, показанных на рисунке, одинакова (площадь дна сосудов одинакова). При нагревании жидкости в сосудах ее плотность $rho$ уменьшается. Очевидно, и сила давления жидкости на дно сосуда с уменьшением плотности должна уменьшиться. Почему же это утверждение, как показывает опыт, справедливо только для сосудов, расширяющихся кверху?
Подробнее
Задача по физике – 14019
Закрытый стеклянный колпак с птицей помещен на чашку весов. Пока птица стоит, весы уравновешиваются гирями. Если птица взлетит и будет парить внутри колпака, весы должны выйти из равновесия, так как давление птицы на чашку станет меньше. Так ли это в действительности?
Подробнее
Задача по физике – 14028
Пусть в сосуде, находящемся на высоте $h = 980 см$, поддерживается постоянным уровень воды высотой 1 см.
В дне этого сосуда сделано отверстие с поперечным сечением $1 см^{2}$. В отверстие может быть вставлена вертикальная трубка высотой $h = 980 см$. Рассчитаем время, в течение которого $1 см^{3}$ воды будет протекать через трубку (рис. а) и без трубки (рис. б). Предполагаем, что течение воды через эту трубку установившееся и происходит без трения.
По формулам $h = frac{gt^{2} }{2}$ и $v = gt$ найдем, что $t approx 1,4 с$ и $v approx 1380 см/с$. С другой стороны, весь столб воды высотой $h = 980 см$ будет протекать через трубку за время $t_{1} = frac{h}{v} = frac{980 см}{1380 см/с} approx 0,7 с$. Отсюда следует, что $1 см^{2}$ воды будет пробегать расстояние 980 см через трубку за время в два раза меньшее, чем без трубки. Как объяснить это расхождение?
Подробнее
Задача по физике – 14029
Если в открытый сосуд налить поверх воды слой масла такой же высоты $h$, то чему будет равна скорость вытекания воды? Казалось бы, что она должна быть равна
$v = sqrt{2g cdot 2h}$.
Но это не так. Почему?
Подробнее
Источник