Одно из колен u образного манометра соединили с сосудом

Одно из колен u образного манометра соединили с сосудом thumbnail

Основы гидродинамики

Для успешного решения задания № 5 требуется знание основ гидродинамики. К ним относится понимание процессов, происходящих с жидкостями и телами, контактирующими с жидкостями, сущности физ.величин плотности и давления, а также формул, связывающих их с другими физ.величинами. Необходимая для решения задач такого плана информация имеется в разделе теории.

Теория к заданию №5 ОГЭ по физике

Плотность вещества

Плотностью называют массу вещества, которая приходится на единицу объема. Следовательно, плотностью можно считать удельную массу вещества. Количественно плотность определяют по формуле:

где m – массе вещества, V – его объем.

По этой же формуле вычисляется и средняя плотность. Для расчета при этом берется масса всего вещества и его общий объем.

Давление

Давлением называется: 1) сила, которая воздействует на поверхность твердого тела; 2) степень (сила) упругости жидкости либо газа. По сути, давление – это мера механического напряжения. Эта физ.величина является скалярной.

Давление в физике традиционно обозначается лат.буквой р. Единица измерения давления – паскаль (Па).

Атмосферное давление – это сила воздействия атмосф.столба на все физ.объекты (тела), находящиеся в атмосфере Земли, а также на земную поверхность. Если атмосфера является стационарной и покоящейся, то атмосф.давление на материальный объект соответствует весу столба воздуха над этим объектом, приходящегося на единицу площади. Атмосф.давление измеряется в мм ртутного столба (мм рт.ст.). Нормальным принято давление в 760 мм рт. ст. при t=0ºC. В пересчете на единицы СИ это давление соответствует 101325Па.

Сила Архимеда

На помещенное в жидкость физ.тело воздействует выталкивающая сила, равная по величине силе тяжести, испытываемая этим телом. Причина возникновения архимедовой силы – неодинаковость гидростатического давления в жидкости на различных глубинах. Точка ее приложения называется центром давления, который является центром масс тела (или его части) погруженного в жидкость

Формула для вычисления силы Архимеда:

где ρж – плотность жидкости; V – объем части физ.тела, помещенной в жидкость, или всего тела, если оно погружено в жидкость полностью.

Сообщающиеся сосуды

Сообщающимися считаются сосуды, которые объединены ниже поверхности жидкости в единую систему, причем так, что жидкость может перетекать из одного в другой.

Закон сообщающихся сосудов:

что означает обратную пропорциональную зависимость высоты столбов жидкостей и их плотностей.

Если в сообщающихся сосудах находится жидкость однородная, то высота столбов свободной поверхности жидкости в них совпадает.

Разбор типовых вариантов заданий №5 ОГЭ по физике

Демонстрационный вариант 2018

Цилиндр 1 поочередно взвешивают с цилиндром 2 такого же объема, а затем с цилиндром 3, имеющим меньший объем (см. рисунок).

Максимальную среднюю плотность имеет цилиндр

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 1 и 3
Алгоритм решения:
  1. Анализируем условие и рисунок слева (цилиндры 1 и 2). Определяем соотношение плотностей цилиндров.
  2. Анализируем условие и рисунок справа (цилиндры 3 и 1). Делаем вывод относительно соотношения плотностей.
  3. Определяем цилиндр с максимальной плотностью.
Решение:
  1. Согласно условию: . Поскольку на весах слева цилиндр 1 перевешивает 2, то это значит, что . Тогда из уравнения следует, что  .
  2. По условию  . Поскольку весы справа уравновешены, то это значит, что массы цилиндров равны, и из уравнения для плотности следует:  .
  3. Объединив неравенства (1) и (2), получим: . Отсюда: максимальная плотность у 3-го цилиндра.

Ответ: 3

Первый вариант (Камзеева, № 7)

Одно из колен U-образного манометра соединили с сосудом, наполненным газом (см. рис.). Атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. Чему равно давление газа в сосуде? В качестве жидкости в манометре используется ртуть.

  1. 1160 мм рт.ст
  2. 500 мм рт.ст.
  3. 360 мм рт.ст.
  4. 100 рт.ст.
Алгоритм решения:
  1. Анализируем условие и рисунок. Делаем вывод о соотношении атмосф.давления и давления в сообщающихся сосудах.
  2. Определяем искомую величину давления газа.
  3. Фиксируем ответ.
Решение:
  1. На схеме показано, что уровень ртути в 1-м (левом) колене меньше, чем в среднем. Это означает, что атмосф.давление выше давления газа. На шкале на рисунке видно, что разница давлений составляет 40 см. рт. ст., то есть 400 мм. рт. ст.
  2. Имеющаяся разница давлений означает, что давление газа меньше на эту разницу по сравнению с атмосферным давлением, т.е.: p = 760 — 400 = 360 (мм. рт. ст.).

Ответ: 3

Второй вариант (Камзеева, № 10)

Имеются три сплошных шара одинаковой массы, но изготовленные из разных веществ – из алюминия, стали или свинца. Шары полностью погружают в воду. Выталкивающая сила со стороны воду имеет

  1. наибольшее значение для алюминиевого шара
  2. наибольшее значение для стального шара
  3. наибольшее значение для свинцового шара
  4. одинаковое значение для всех шаров
Алгоритм решения:
  1. Записываем табличные значения для плотности материалов шаров.
  2. Записываем уравнение з-на Архимеда.
  3. Анализируем уравнение и определяем соотношение для выталкивающей силы для шаров.
  4. Записываем ответ.
Решение:
  1. Плотности материалов шаров: ;   ;   .
  2. Согласно з-ну Архимеда, выталкивающая сила равна: . Поскольку по условию шары погружены в жидкость целиком, то V – полный объем шара.
  3. Т.к. во всех 3 случаях жидкость одна и та же (вода), то в уравнении  совпадает для всех шаров. Соответственно, максимальная архимедова сила у того из них, который имеет наибольший объем. Объем выразим из формулы для плотности вещества:  . Учитывая оговорку в условии о том, что у шаров одинаковая масса, делаем вывод: чем меньше плотность вещества шара, тем больше выталкивающая сила. Поскольку наименьшую плотность имеет алюминий, то именно на алюминиевый шар действует максимальная выталкивающая сила.

Ответ: 1

Третий вариант (Камзеева, № 12)

Сосуд частично заполнили водой и уравновесили на рычажных весах (см. рис.).

В первом случае в сосуд опустили пробковый шарик, во втором случае – стальной шарик. Нарушится ли равновесие весов?

  1. равновесие нарушится только в первом случае
  2. равновесие нарушится только во втором случае
  3. равновесие нарушится в обоих случаях
  4. в обоих случаях равновесие не нарушится
Алгоритм решения:
  1. Анализируем 1-й случай. Делаем вывод о положении весов.
  2. Анализируем 2-й случай. Делаем вывод о положении весов.
  3. Находим верный вариант ответа. Записываем его.
Читайте также:  Сосуды работающие давлением билеты
Решение:
  1. В 1-м случае – с пробковым шариком – шарик будет плавать на поверхности воды (т.к. пробковый материал легче воды). При этом, поскольку сосуд заполнен водой целиком, при опускании в нее шарика она по з-ну Архимеда частично выплеснется. Сила тяжести, действующая на шарик, равна весу выплеснувшейся воды, так что вес шарика компенсирует ее. Поэтому равновесие весов сохранится.
  2. Масса стального шарика больше, чем масса воды, которую он выплеснет из сосуда, погрузившись в нее. Это означает, сила тяжести больше веса выплеснувшейся воды, и под действием результирующей этих сил равновесие будет нарушено.
  3. Ситуация, при которой в 1-м случае равновесие не нарушается, а во 2-м нарушается, соответствует варианту ответа 2

Ответ: 2

Даниил Романович | ???? Скачать PDF |

Источник

Опубликовано 1 год назад по предмету
Физика
от ksusha2305

  1. Ответ

    Ответ дан
    dfkth

    давление в сосуде на 20 см.рт.ст. ниже атмосферного  Р=550 мм.рт.ст 

Не тот ответ, который вам нужен?

Найди нужный

Самые новые вопросы

Никита081

Математика – 6 месяцев назад

Сколько здесь прямоугольников

Alinashastova

История – 1 год назад

Какое управление было в древнейшем риме? как звали первого и последнего из царей рима?

diankayusupova3

Литература – 1 год назад

Уроки французского ответе на вопрос : расскажите о герое по следующему примерному плану: 1.почему мальчик оказался в райцентре ? 2.как он чувствовал себя на новом месте? 3.почему он не убежал в деревню? 4.какие отношения сложились у него с товарищами? 5.почему он ввязался в игру за деньги? 6.как характеризуют его отношения с учительницей ? ответе на эти вопросы пожалуйста ! сочините сочинение пожалуйста

tegysigalpa2012

Русский язык – 1 год назад

Помогите решить тест по русскому языку тест по русскому языку «местоимение. разряды местоимений» для 6 класса
1. укажите личное местоимение:
1) некто
2) вас
3) ни с кем
4) собой
2. укажите относительное местоимение:
1) кто-либо
2) некоторый
3) кто
4) нам
3. укажите вопросительное местоимение:
1) кем-нибудь
2) кем
3) себе
4) никакой
4. укажите определительное местоимение:
1) наш
2) который
3) некий
4) каждый
5. укажите возвратное местоимение:
1) свой
2) чей
3) сам
4) себя
6. найдите указательное местоимение:
1) твой
2) какой
3) тот
4) их
7. найдите притяжательное местоимение:
1) самый
2) моего
3) иной
4) ничей
8. укажите неопределённое местоимение:
1) весь
2) какой-нибудь
3) любой
4) этот
9. укажите вопросительное местоимение:
1) сколько
2) кое-что
3) она
4) нами
10. в каком варианте ответа выделенное слово является притяжательным местоимением?
1) увидел их
2) её нет дома
3) её тетрадь
4) их не спросили

pakhotnov228

Русский язык – 1 год назад

Переделай союзное предложение в предложение с бессоюзной связью.
1. океан с гулом ходил за стеной чёрными горами, и вьюга крепко свистала в отяжелевших снастях, а пароход весь дрожал.
2. множество темноватых тучек, с неясно обрисованными краями, расползались по бледно-голубому небу, а довольно крепкий ветер мчался сухой непрерывной струёй, не разгоняя зноя
3. поезд ушёл быстро, и его огни скоро исчезли, а через минуту уже не было слышно шума

ggg3288

Русский язык – 1 год назад

помогите прошу!перепиши предложения, расставляя недостающие знаки препинания. объясни, что соединяет союз и. если в предложении один союз и, то во втором выпадающем списке отметь «прочерк».пример:«я шёл пешком и,/поражённый прелестью природы/, часто останавливался».союз и соединяет однородные члены.ночь уже ложилась на горы (1) и туман сырой (2) и холодный начал бродить по ущельям.союз и соединяет:1) части сложного предложенияоднородные члены,2) однородные членычасти сложного предложения—.поэт — трубач зовущий войско в битву (1) и прежде всех идущий в битву сам (ю. янонис).союз и соединяет:1) части сложного предложенияоднородные члены,2) ​

Аккаунт удален

Физика – 1 год назад

Вокруг прямого проводника с током (смотри рисунок) существует магнитное поле. определи направление линий этого магнитного поля в точках a и b.обрати внимание, что точки a и b находятся с разных сторон от проводника (точка a — снизу, а точка b — сверху). рисунок ниже выбери и отметь правильный ответ среди предложенных.1. в точке a — «от нас», в точке b — «к нам» 2. в точке a — «к нам», в точке b — «от нас» 3. в обеих точках «от нас»4. в обеих точках «к нам»контрольная работа по физике.прошу,не наугад важно

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Источник

1. Шар 1 по­сле­до­ва­тель­но взве­ши­ва­ют на ры­чаж­ных весах с шаром 2 и шаром 3 (рис. а и б). Для объёмов шаров спра­вед­ли­во со­от­но­ше­ние V1 = V3 < V2.

Какой шар имеет минимальную среднюю плотность? Запишите в ответе цифру, которой обозначен шар.

Решение.

Так как масса шара 1 равна массе шара 2, а объем шара 1 мень­ше шара 2, то сред­няя плот­ность   шара 2 мень­ше плот­но­сти шара 1.

 
Ответ: 2.

2. Бетонную плиту объёмом 0,5 м3 рав­но­мер­но подняли на не­ко­то­рую высоту. Чему равна высота, на ко­то­рую подняли плиту, если совершённая при этом ра­бо­та равна 23 кДж? Ответ запишите в метрах.

 
Примечание.

Плотность бе­то­на равна 2300 кг/м3.

Решение.

Работа по под­ня­тию плиты равна ра­бо­те по пре­одо­ле­нию силы тя­же­сти и равна mgh, где g — ускорение сво­бод­но­го падения, m — масса плиты, h — высота. Масса плиты равна 0,5 м3 · 2300 кг/м3 = 1150 кг. Вы­чис­лим высоту, на ко­то­рую подняли плиту:

 

Ответ: 2.

3. Шар 1 по­сле­до­ва­тель­но взве­ши­ва­ют на ры­чаж­ных весах с шаром 2 и шаром 3 (рис. а и б). Для объёмов шаров спра­вед­ли­во со­от­но­ше­ние V1 = V3 < V2.

Какой шар имеет максимальную плотность? Запишите в ответе цифру, которой обозначен шар.

Решение.

Из ри­сун­ка ясно, что масса шаров 1 и 2 равна, следовательно, плот­ность вто­ро­го шара мень­ше чем первого. Тре­тий шар тя­же­лее чем пер­вый при оди­на­ко­вом объёме, по­это­му плот­ность тре­тье­го шара боль­ше плот­но­сти первого. таким образом, мак­си­маль­ную сред­нюю плот­ность имеет шар 3.

Читайте также:  Красные глаза сосуды глаз

 
Ответ: 3.

4. Мальчик стоит на на­поль­ных весах в лифте. Лифт на­чи­на­ет дви­же­ние вверх с уско­ре­ни­ем 1 м/с2. Что по­ка­жут весы в этот мо­мент времени, если в по­ко­я­щем­ся лифте они по­ка­зы­ва­ли 40 кг? Ответ запишите в кг.

Решение.

Вес маль­чи­ка скла­ды­ва­ет­ся из силы тя­же­сти и про­из­ве­де­ния уско­ре­ния на массу:

 

Следовательно, весы по­ка­жут 44 кг.

 
Ответ: 44.

5. Шар 1 по­сле­до­ва­тель­но взве­ши­ва­ют на ры­чаж­ных весах с шаром 2 и шаром 3 (рис. а и б). Для объёмов шаров спра­вед­ли­во соотношение  V2 = V3 > V1.

Какой шар имеет минимальную плотность? Запишите в ответе цифру, которой обозначен шар.

Решение.

По усло­вию для объёмов шаров спра­вед­ли­во соотношение  V2 = V3 > V1. Уста­но­вим со­от­но­ше­ние между мас­са­ми шаров, ис­хо­дя из ре­зуль­та­тов взвешивания: M3 > M1 > M2. Плот­ность опре­де­ля­ет­ся сле­ду­ю­щей формулой:

.
 

Таким об­ра­зом получаем,что ρ2 < ρ1, по­то­му что шар 1 имеет мень­ший объем, но при этом боль­шую массу, и ρ2 < ρ3, по­то­му что шары 2 и 3 имеют оди­на­ко­вый объем, но при этом шар 3 имеет боль­шую массу.

 
Ответ: 2.

6. Чему равно уско­ре­ние груза мас­сой 500 кг, ко­то­рый опус­ка­ют с по­мо­щью троса, если сила на­тя­же­ния троса 4000 Н? Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пренебречь. Ответ запишите в м/с2.

Решение.

По вто­ро­му за­ко­ну Нью­то­на уско­ре­ние прямо про­пор­ци­о­наль­но рав­но­дей­ству­ю­щей сил и об­рат­но про­пор­ци­о­наль­но массе тела. Рав­но­дей­ству­ю­щая всех сил есть век­тор­ная сумма этих сил. В дан­ном слу­чае на тело дей­ству­ют сила тя­же­сти и про­ти­во­по­лож­но на­прав­лен­ная сила на­тя­же­ния троса. Век­тор­ная сумма двух сил, дей­ству­ю­щих на тело, равна 500 кг · 10 м/с2 − 4000 Н = 1000 Н. Таким образом, уско­ре­ние равно 1000 Н : 500 кг = 2 м/с2.

 
Ответ: 2.

7. Из ко­лод­ца медленно вы­ка­ча­ли с по­мо­щью насоса 0,5 м3 воды. Совершённая при этом ра­бо­та равна 30 000 Дж. Чему равна глу­би­на колодца? Ответ запишите в метрах.

Решение.

Работа по вы­ка­чи­ва­нию воды равна ра­бо­те по пре­одо­ле­нию силы тя­же­сти и равна mgh, где g — ускорение сво­бод­но­го падения, m — масса воды, h — высота колодца. Масса воды равна 0,5 м3 · 1000 кг/м3 = 500 кг. Вы­чис­лим высоту колодца:

 

Ответ: 6.

8. Сплошной кубик, име­ю­щий плот­ность ρк и длину ребра a, опу­сти­ли в жид­кость с плот­но­стью ρж = 998 кг/м3 (см. рисунок). Найдите давление, ока­зы­ва­е­мое жид­ко­стью на верх­нюю грань кубика, если h1 = 0,1 м.

Решение.

Давление стол­ба жид­ко­сти равно про­из­ве­де­нию вы­со­ты стол­ба жид­ко­сти на уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния и плот­ность жидкости. Таким образом, давление, ока­зы­ва­е­мое жид­ко­стью на верх­нюю грань кубика, равно:

 Па.
 

Ответ: 998.

9. Работа силы тяги автомобиля, про­шед­ше­го рав­но­мер­но 4 км пути, со­ста­ви­ла 8 МДж. Опре­де­ли­те силу трения. Ответ запишите в Н.

Решение.

Поскольку ав­то­мо­биль дви­гал­ся равномерно, сила тре­ния была равна силе тяги. Ра­бо­та равна ска­ляр­но­му про­из­ве­де­нию силы на перемещение. Таким об­ра­зом

 

Ответ: 2000.

10. Два брус­ка мас­са­ми m1 = 1 кг и m2 = 3 кг, свя­зан­ные лёгкой не­рас­тя­жи­мой нитью, на­хо­дят­ся на глад­кой го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти (см. рисунок). К ним при­ло­же­ны силы F1 = 2 Н и F2 = 10 Н. Най­ди­те мо­дуль уско­ре­ния си­сте­мы этих тел. Ответ запишите в м/c2.

Решение.

Ускорение си­сте­мы тел равно от­но­ше­нию рав­но­дей­ству­ю­щей силы, дей­ству­ю­щей на это тело к сум­мар­ной массе этой системы:

 

 
Ответ: 2.

11. Цилиндр 1 поочерёдно взвешивают с цилиндром 2 такого же объёма, а затем с цилиндром 3, имеющим меньший объём (см. рисунок).

Какой цилинд имеет максимальную среднюю плотность? Запишите в ответе цифру, которой обозначен цилиндр.

Решение.

Плотность тел прямо пропорциональна массе и обратно пропорциональна объему:

 

Исходя из проведенных опытов можно сделать следующие выводы:

1) масса первого цилиндра больше массы второго цилиндра при одинаковом объеме, следовательно, плотность первого цилиндра выше плотности второго.

2) масса первого цилиндра равна массе третьего цилиндра, объем которого меньше, а значит, плотность третьего цилиндра больше плотности первого.

Таким образом, средние плотности цилиндров:

 

Ответ: 3.

12. Через не­по­движ­ный лёгкий блок пе­ре­ки­ну­та не­ве­со­мая не­рас­тя­жи­мая нить, к кон­цам ко­то­рой под­ве­ше­ны два груза мас­са­ми m1 = 1 кг и m2 = 3 кг (см. рисунок).

Пренебрегая трением, най­ди­те силу на­тя­же­ния нити при дви­же­нии грузов. Ответ запишите в Н.

Решение.

Поскольку  пра­вый груз будет дви­гать­ся вниз, а левый, соответственно, вверх. На каж­дый груз дей­ству­ет сила тяжести, на­прав­лен­ная вниз, и сила на­тя­же­ния нити, на­прав­лен­ная вверх. На­пи­шем вто­рой закон Нью­то­на для пер­во­го и вто­ро­го грузов сна­ча­ла в век­тор­ном виде, а затем в про­ек­ции на вер­ти­каль­ную ось.

 

 

Умножим пер­вое урав­не­ние во вто­рой стро­ке на  вто­рое на  и сло­жим их, получим:  от­ку­да 

 
Ответ: 15.

13. Под дей­стви­ем силы 40 Н груз мас­сой 4 кг пе­ре­ме­ща­ет­ся вверх по на­клон­ной плоскости. Ко­эф­фи­ци­ент полезного дей­ствия наклонной плос­ко­сти — 50%. Чему равна длина на­клон­ной плоскости, если её высота — 1 м? Ответ запишите в метрах.

Решение.

КПД есть от­но­ше­ние полезной ра­бо­ты A1 к пол­ной совершённой ра­бо­те A2. Пол­ной работой яв­ля­ет­ся работа силы F по пе­ре­ме­ще­нию груза на длину на­клон­ной плоскости l, по­лез­ной работой яв­ля­ет­ся работа силы тя­же­сти mg по подъёму груза на вы­со­ту плоскости h. На­пи­шем выражение для КПД и вы­ра­зим из него длину l:

 

Подставляя усло­вия задачи, находим:

 
Ответ: 2.

14. Площадь боль­ше­го поршня гид­рав­ли­че­ско­го пресса S2 в 4 раза боль­ше площади ма­ло­го поршня S1. (см. рисунок). Сила F1, действующая на малый поршень, равна 20 Н.

Найдите силу F2.

Решение.

Для гид­рав­ли­че­ско­го пресса дей­ству­ет следующее со­от­но­ше­ние сил и пло­ща­дей поршней:

 

Поскольку, пло­щадь большего порш­ня гидравлического прес­са S2 в 4 раза боль­ше площади ма­ло­го поршня S1, силы со­от­но­сят­ся как F2 = 4F1. Значит, сила 

 
Ответ: 80.

15. К динамометру прикрепили цилиндр, как показано на рисунке 1. Затем цилиндр полностью погрузили в воду (рисунок 2).

 

Определите объём цилиндра. Ответ запишите в см3.

Решение.

В первом случае сила тяжести, действующая на цилиндр, уравновешена силой натяжения подвеса, значение которой изображено на шкале динамометра:

 

Во втором случае цилиндр погружают в воду, вследствие чего возникает выталкивающая сила и сила натяжения уменьшается:

Читайте также:  Давление на дно сосуда не зависит от формы сосуда

 

Найдем отсюда значение объема тела:

 

Ответ: 500.

16. Одна и та же го­ри­зон­таль­ная сила F дей­ству­ет вна­ча­ле на тело 1 мас­сой 0,5 кг, а затем на тело 2 мас­сой 3 кг. Оба тела до на­ча­ла дей­ствия силы по­ко­и­лись на глад­ком го­ри­зон­таль­ном столе. С каким по мо­ду­лю уско­ре­ни­ем будет дви­гать­ся тело 2 под дей­стви­ем силы F, если тело 1 дви­жет­ся с ускорением, мо­дуль ко­то­ро­го равен 1,8 м/с2?

Решение.

По вто­ро­му за­ко­ну Нью­то­на уско­ре­ние тела свя­за­но с рав­но­дей­ству­ю­щей силой со­от­но­ше­ни­ем F = ma, а т. к. на тела дей­ству­ет оди­на­ко­вая сила, и масса вто­ро­го тела в  раз боль­ше массы первого, уско­ре­ние вто­ро­го тела в 6 раз мень­ше уско­ре­ния пер­во­го тела и равно 0,3 м/с2.

 
Ответ: 0,3.

17. Одно из колен U-образного ма­но­мет­ра соединили с сосудом, на­пол­нен­ным газом (см. рисунок). В ка­че­стве жидкости в ма­но­мет­ре используется ртуть. Чему равно дав­ле­ние газа в сосуде, если ат­мо­сфер­ное давление со­став­ля­ет 760 мм рт. ст.? Ответ дайте в мм рт. ст.

Решение.

Давление газа боль­ше атмосферного, по­это­му ртуть в левом ко­ле­не находится выше, чем в пра­вом колене на 200 мм. Таким образом, дав­ле­ние газа в со­су­де складывается из ат­мо­сфер­но­го и из­бы­точ­но­го давления ртути и равно 960 мм рт. ст.

 
Ответ: 960.

18. Сосновый бру­сок в форме пря­мо­уголь­но­го параллелепипеда, име­ю­ще­го раз­ме­ры a = 30 см, b = 20 см и c = 10 см, на­чи­на­ют осто­рож­но опус­кать в ванну с водой (как по­ка­за­но на рисунке). Чему будет равна глу­би­на по­гру­же­ния брус­ка в воду при пла­ва­нии? Ответ дайте в см. (Плотность сосны )

Решение.

Для того чтобы тело пла­ва­ло в воде, сила тяжести, дей­ству­ю­щая на это тело, долж­на быть урав­но­ве­ше­на силой Архимеда:

откуда

 

Следовательно, глу­би­на погружения:

 

Ответ: 4.

19. Деревянную ко­роб­ку массой 10 кг рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но тянут по го­ри­зон­таль­ной деревянной доске с по­мо­щью горизонтальной пру­жи­ны жёсткостью 200 Н/м. Удли­не­ние пружины 0,2 м. Чему равен ко­эф­фи­ци­ент трения ко­роб­ки по доске?

Решение.

Упругое растяжение пружины подчиняется закону Гука:

 

где F — приложенная сила, k — жесткость пружины, Δx — величина растяжения. По условию k = 200 Н/м, а Δx = 0,2 м, следовательно, сила, приложенная к пружине равна
 

.
 

Так как сказано, что коробку тянут равномерно и прямолинейно, то ускорение коробки равно нулю, и сила тяги равна силе трения. Таким образом,

.
 

Сила трения равна силе реакции опоры (в данном случае она равна N = mg), умноженной на коэффициент трения μ. Отсюда,

.
 

 
Ответ: 0,4.

20. В со­об­ща­ю­щи­е­ся со­су­ды по­верх воды на­ли­ты че­ты­ре раз­лич­ные жидкости, не сме­ши­ва­ю­щи­е­ся с водой (см. рисунок). Уро­вень воды в со­су­дах остал­ся одинаковым.

Какая жид­кость имеет наи­мень­шую плотность?

Решение.

Гидростатическое давление, со­зда­ва­е­мое столбом жид­ко­сти рассчитыавется по фор­му­ле  где  — плот­ность жидкости,  — вы­со­та столба жидкости. Уро­вень воды в со­су­дах остался одинаков, следовательно, давление, со­зда­ва­е­мое жидкостями, на­ли­ты­ми поверх воды, одинаково. Для со­зда­ния одного и того же дав­ле­ния высота стол­ба жидкости тем выше, чем мень­ше плотность жидкости. Таким образом, на­и­ме­нее плотная жид­кость — жид­кость под но­ме­ром 4.

 
Ответ: 4.

21. В сосуд с водой плот­но­стью ρ = 998 кг/м3 опу­ще­на вертикальная стек­лян­ная пробирка, це­ли­ком заполненная водой (см. рисунок). Высота h1 равна 0,05 м. Найдите давление, ока­зы­ва­е­мое водой на дно со­су­да в точке А.

Решение.

Поскольку вода не вы­те­ка­ет из пробирки, дав­ле­ние столба вы­со­той h2 на жид­кость в со­су­де высотой h1 урав­но­ве­ше­но давлением, ко­то­рое оказывает вода в со­су­де на столб воды в пробирке. Сосуд открытый, по­это­му на него дей­ству­ет некоторое внеш­нее давление. Оно и передаётся стол­бу воды. В результате столб воды в про­бир­ке не ока­зы­ва­ет дополнительного дав­ле­ния на точку А, по­это­му давление, ока­зы­ва­е­мое водой на дно со­су­да в точке Аp = ρgh1. Тогда

 Па.
 

Ответ: 499.

22. Чему равен объем рыбы, пла­ва­ю­щей в мор­ской воде, если на нее дей­ству­ет вы­тал­ки­ва­ю­щая сила 10,3 Н? Ответ дайте в м3 без указания единиц измерения. Плотность мор­ской воды равна 1030 кг/м3.

Решение.

Выталкивающая сила, дей­ству­ю­щая на рыбу вы­ра­жа­ет­ся фор­му­лой  где  — плотность жидкости, g — ускорение сво­бод­но­го падения, V — объем вы­тес­нен­ной жидкости. Зная плот­ность мор­ской воды, найдём объём рыбы:

 

Ответ: 0,001.

23. В сосуд с водой плот­но­стью ρ = 998 кг/м3 опу­ще­на вертикальная стек­лян­ная пробирка, це­ли­ком заполненная водой (см. рисунок). Высота h1 равна 0,3 м. Найдите давление, ока­зы­ва­е­мое водой на дно со­су­да в точке А. (Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с2.)

Решение.

Поскольку вода не вы­те­ка­ет из пробирки, дав­ле­ние столба вы­со­той h2 на жид­кость в со­су­де высотой h1 урав­но­ве­ше­но давлением, ко­то­рое оказывает вода в со­су­де на столб воды в пробирке. Сосуд открытый, по­это­му на него дей­ству­ет некоторое внеш­нее давление. Оно и передаётся стол­бу воды. В результате столб воды в про­бир­ке не ока­зы­ва­ет дополнительного дав­ле­ния на точку А, по­это­му давление, ока­зы­ва­е­мое водой на дно со­су­да в точке Аp = ρgh1. Тогда

 Па.
 

Ответ: 2994.

24. Площадь боль­ше­го поршня гид­рав­ли­че­ско­го пресса S2 в 4 раза боль­ше площади ма­ло­го поршня S1. (см. рисунок). Сила F1, действующая на малый поршень, равна 5 Н.

Найдите силу F2.

Решение.

Для гид­рав­ли­че­ско­го пресса дей­ству­ет следующее со­от­но­ше­ние сил и пло­ща­дей поршней:

 

Поскольку, пло­щадь большего порш­ня гидравлического прес­са S2 в 4 раза боль­ше площади ма­ло­го поршня S1, силы со­от­но­сят­ся как F2 = 4F1. Значит, сила 

 
Ответ: 20.

25. Сосновый бру­сок в форме пря­мо­уголь­но­го параллелепипеда, име­ю­ще­го раз­ме­ры a = 30 см, b = 40 см и c = 30 см, на­чи­на­ют осто­рож­но опус­кать в ванну с водой (как по­ка­за­но на рисунке). Чему будет равна глу­би­на по­гру­же­ния брус­ка в воду при пла­ва­нии? Ответ дайте в см. (Плотность сосны равна 400 кг/м3.)

Решение.

Для того чтобы тело пла­ва­ло в воде, сила тяжести, дей­ству­ю­щая на это тело, долж­на быть урав­но­ве­ше­на силой Архимеда:

откуда

 

Следовательно, глу­би­на погружения:

 

Ответ: 12.

Источник