В сосуде наполненном водой плотностью
Комментарии
Опубликовано 29 ноября, 2010 – 16:31 пользователем AlmirSad
подскажите верное решение:
1) mщ = ρV.
Сила давления на опору равна реакции опоры с обратным знаком:
N = ΣF,
N = mg + mщa = mg + ρVa.
2) Пузырь отталкивается от опоры силой Архимеда:
F = ρVg,
N = ρVg + mg.
Что правильно?
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 1 декабря, 2010 – 04:10 пользователем AlmirSad
mщ – это масса, которую имеет пузырек с воздухом.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 1 декабря, 2010 – 12:21 пользователем Ильдар Хабибов
я эту задачу вчера на районной олимпиаде по физике решал. Я решал ее по-другому.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 1 декабря, 2010 – 20:12 пользователем Ильдар Хабибов
здесь не очень удобно писать.
Итак сила, с которой сосуд с водой действует на опору, равна произведению массы на свободное падение:
F = Mg.
Сила Архимеда равна произведению плотности, объема на свободное ускорение, но пузырек подымается с ускорением, поэтому свободное падение равно (g − a):
FA = ρV (g − a).
По-моему, так. Затем:
M = mводы + mcосуда + mпуз,
mc = M − (mводы + mпуз),
Fc = Mg − (mвg − Fа).
Ну как-то так. Может, я неправильно думаю. Да и в тетради у меня было намного больше записей.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 1 декабря, 2010 – 21:12 пользователем AssemblerIA64
Насколько я знаю, закон Архимеда применим только в гидростатике, а здесь пузырёк движется.
Ещё, по-моему, здесь в данных не хватает плотности воздуха.
здесь не очень удобно писать.
По мне так, ничего. Но было бы ещё удобнее, если был бы LaTeX.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 1 декабря, 2010 – 21:56 пользователем В. Грабцевич
Пузырек имеет ускорение:
ma = FA − mg,
и
a = FA/m − g.
После преобразований получим:
a = g (ρж − ρп) / ρп.
Теперь представьте, что плотность пузырька бесконечно мала, тогда ускорение стремится к бесконечно большой величине – абсурд! Где Вы такое видели?
Выражение для силы Архимеда можно применять только в тех случаях, когда и скорость, и ускорение тела равны нулю. Здесь я поддерживаю AssemblerIA64. Решения, приведенные Выше, неверны.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 2 декабря, 2010 – 02:43 пользователем afportal
Но было бы ещё удобнее, если был бы LaTeX
AssemblerIA64, LaTeX имеет свой синтаксис, который надо осваивать, но главная сложность в другом. Рисунки с формулами там генерируются “на лету”, что создает высокую нагрузку на хостинг. При 4-5 тыс. посетителей в сутки расходы на хостинг автоматически вырастут в несколько раз. Так, как сейчас (в виде html), не идеально, но вполне приемлемо по соотношению “цена/удобство”.
Как нынче, не знаю, но раньше под Drupal 6 не было нормально работающего модуля LaTeX. Т.е. и поставить его было нельзя.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 3 декабря, 2010 – 11:29 пользователем Ильдар Хабибов
В. Грабцевич, объясните, пожалуйста, подробнее. Я не понимаю, почему Вы записали ma = FA − mg ?
На пузырек с воздухом ведь не оказывается ни какая сила, он просто поднимается вверх за счет силы Архимеда. И тут же вопрос: откуда возникло дополнительное ускорение а ?
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 3 декабря, 2010 – 17:28 пользователем В. Грабцевич
А разве в Вашем решении 2-я формула не такая?
Если пузырек начинает всплывать, то это возможно под действием силы, причем результирующая сила сообщит ему скорение. Ведь у нас жидкость идеальная.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 3 декабря, 2010 – 18:50 пользователем Ильдар Хабибов
тогда получается, что пузырек может и не всплывать? смешно даже как-то
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 3 декабря, 2010 – 20:17 пользователем В. Грабцевич
Чтобы решать задачу, для начала потребуется разобраться в физике процесса, а потом уже писать формулы и никак не наоборот.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 3 декабря, 2010 – 20:27 пользователем В. Грабцевич
Вы, Ильдар Хабибов, заинтересованы разобраться в задаче больше, чем AlmirSad, опубликовавший эту задачу.
Для начала внимательно ознакомьтесь со статьей на kvant.mirror1.mccme.ru/1976/01/vsplyvayushchij_vozdushnyj_puz.htm
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 4 декабря, 2010 – 12:56 пользователем AlmirSad
Я тоже в некой степени заинтересован в решении!
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 14 декабря, 2010 – 22:42 пользователем kyzmenko
Вроде так.
Когда пузырек всплывает, вода такого же объема опускается вниз с такой же скоростью, ⇒ с таким же ускорением (возможно, эта логическая цепочка неправильна); так как масса пузырька мала, то пренебрегаем ею. Получаем:
P = Vρa + Mg.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 14 декабря, 2010 – 22:49 пользователем В. Грабцевич
P = Vρa + Mg
Из Ваших рассуждений я понимаю, что Вы составляете уравнение для пузырька.
Что у Вас в уравнении P? Что эта за сила, к чему приложена?
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 14 декабря, 2010 – 22:55 пользователем kyzmenko
P – это сила давления сосуда на опору. Она получается суммой веса сосуда с водой и силы, которую создает тот шар воды, который опускается вниз из-за движения пузырька вверх.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 14 декабря, 2010 – 23:03 пользователем В. Грабцевич
Если Вы составляете уравнение второго закона для водного шара, то и силы в уравнении должны быть приложены к водному шару (никак иначе), а у Вас в уравнении P − приложена к опоре, на которой стоит сосуд.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 14 декабря, 2010 – 23:14 пользователем kyzmenko
Но ведь водный шар действует на опору с такой же силой, с какой на него действует пузырь, или я не прав?
И у меня формула неправильная, должно быть так:
P = Mg − Vρa.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 14 декабря, 2010 – 23:14 пользователем В. Грабцевич
Но ведь водный шар действует на опору
водный шар взаимодействует с жидкостью вокруг себя.
с такой же силой, с какой на него действует пузырь
какой пузырь действует на водный шар?
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 14 декабря, 2010 – 23:20 пользователем kyzmenko
Судя по всему, я не понял физики задачи. Попробую перерешать.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 14 декабря, 2010 – 23:23 пользователем В. Грабцевич
Заинтересованные стороны пошли читать по ссылке kvant.mirror1.mccme.ru/1976/01/vsplyvayushchij_vozdushnyj_puz.htm и пока не вернулись. Не сочтите за труд, почитайте для начала этот материал.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 14 декабря, 2010 – 23:24 пользователем kyzmenko
Я прочитал и с учителем когда-то решал похожую задачу, но, видимо, не понял тему.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 14 декабря, 2010 – 23:29 пользователем В. Грабцевич
Тогда Вам еще порекомендую найти книгу Манида С. Н. Физика. Решение задач повышенной сложности со стр. 8 и далее.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 15 декабря, 2010 – 16:48 пользователем AlmirSad
В статье написано: a = vρg/m, т.к. на опору пузырь действует с силой F = ma, ⇒ F = vρg. Рассуждения верны?
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 15 декабря, 2010 – 22:36 пользователем kyzmenko
Спросил у своего учителя, он дал такое решение:
принимаем за систему отсчета пузырек, тогда стакан относительно пузырька движется с ускорением a вниз, откуда сила давления стакана на опору:
P = M (g + a).
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Опубликовано 21 июня, 2011 – 17:06 пользователем AssemblerIA64
> Тогда Вам еще порекомендую найти книгу Манида С. Н. Физика. Решение задач повышенной сложности со стр. 8 и далее.
Владимир Иванович, а Вы не подскажете, где её можно достать? А то в магазинах эта книга давно не продаётся, а электронном виде я так и не смог найти.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Страницы
Источник
6. Механика (изменение физических величин в процессах)
1. Вспоминай формулы по каждой теме
2. Решай новые задачи каждый день
3. Вдумчиво разбирай решения
Деревянный шарик плавает в воде. Как изменятся сила Архимеда и высота части шара, выступающей над поверхностью жидкости, если шар перенести в сосуд с маслом?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
[begin{array}{|c|c|} hline text{Сила Архимеда}&text{Высота части шара, выступающей над поверхностью воды}\ hline &\ hline end{array}]
1) Так как шар плавает в жидкости, то сила Архимеда уравновешивает силу тяжести, а так как сила тяжести не изменилась, значит, сила Архимеда не изменилась. Ответ – 3
2) Сила Архимеда находится по формуле: (F_text{арх}=rho g V_text{т}), где (rho) – плотность жидкости, (V_text{т}) – объем тела погруженного в жидкость. Так как (F_text{арх}) не изменилась, (rho) уменьшилась, а (g) постояна, то (V_text{т}) увеличится, следовательно, высота части шара, выступающей над жидкостью уменьшится. Ответ – 2
Ответ: 32
Деревянный шарик плавает в воде. Как изменятся давление на дно сосуда и сила тяжести, если шар перенести в сосуд с маслом? (Сосуды одинаковые, уровень жидкости до погружения шарика одинаковый.)
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
[begin{array}{|c|c|} hline text{Сила тяжести}&text{Сила давления на дно}\ hline &\ hline end{array}]
1) Сила тяжести находится по формуле: (F=mg), так как масса шарика не меняется, то и сила тяжести не изменяется. Ответ – 3
2) Сила давления находится по формуле: ( displaystyle F=rho g h S), где (rho) – плотность жидкости, (h) – высота столба жидкости (S) – площадь дна, или эту формулу можно заменить на равносильную [F=m_1g] (m_1) – масса жидкости, так как плотность воды больше плотности масла, то масса жидкости уменьшилась, значит, сила давления уменьшилась. Ответ – 2
Ответ: 32
На поверхности воды плавает небольшая льдинка. Как изменятся сила Архимеда, действующая на льдинку, и давление на дно сосуда, если часть льдинки растает?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
[begin{array}{|c|c|} hline text{Сила Архимеда}&text{Давление на дно сосуда}\ hline &\ hline end{array}]
1) Так как часть льда растает, то (m_text{л}) уменьшится. Так как лед плавает, то сила архимеда уравновешивает силу тяжести. [F_text{а}=m_text{л}g] А так как масса льда уменьшилась, то и сила Архимеда уменьшилась. Ответ – 2
2) Так как лед плавает, то [F_text{а}=m_text{л}g] или (m_text{л}=rho_text{в}V_text{т}), где (rho_text{в}) – плотность воды, а (V_text{т}) – объем погруженной части тела.
Выразим объем погруженной части [V_text{т}=frac{m_text{л}}{rho_text{в}} quad (1)] Объем полученной воды равен [V_text{в}=frac{m_text{л}}{rho_text{в}} quad (2)] Из (1) и (2) можно сделать вывод, что ( V_ text{в}=V_text{т}), а значит объем погруженной в воду части льда будет замещен после таяния льда таким же объемом воды, что означает: уровень воды в сосуде не изменится. Ответ – 3
Ответ: 23
На поверхности воды плавает деревянный брусок плотностью (rho_1)=700 кг/м(^3). Как изменятся следующие величины: уровень воды и сила Архимеда, действующая на брусок, если заменить деревянный брусок, на брусок такого же объема, но плотностью (rho_2 )=1400 кг/м(^3)?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
[begin{array}{|c|c|} hline text{Уровень воды}&text{Сила Архимеда}\ hline &\ hline end{array}]
1) Объем погруженной части равен объему вытесненной жидкости, а так как (rho_2>rho_1), то тело погрузится глубже, а значит и уровень воды увеличится. Ответ – 1
2) Сила архимеда находится по формуле: [F_text{a}=rho_text{в}g V_text{п}] Где (rho_text{в}) – плотность воды, а (V_text{п}) – объем тела погруженного в воду. Так как (rho_2 >rho_text{в}), то тело тонет в жидкости и объем погруженной части увеличивается, а следовательно и увеличивается сила Архимеда. Ответ – 1
Ответ: 11
В сосуде, наполненным водой, проводят 3 опыта. Опыт 1: кладут брусок плотностью (rho_2)=1400 кг/м(^3). Опыт 2: кладут брусок плотностью (rho_3)=2100 кг/м(^3). Опыт 3: вначале брусок плотностью (rho_2)=1400 кг/м(^3), а затем брусок того же объема, но плотностью (rho_3)=2100 кг/м(^3). Как изменится сила Архимеда в опыте 2 относительно опыта 1 и уровень воды в опыте 3?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
[begin{array}{|c|c|} hline text{Сила Архимеда в опыте 2 относительно опыта 1}&text{Уровень воды в опыте 3}\ hline &\ hline end{array}]
1) Так как (rho_2) и (rho_3) больше (rho_text{в}), где (rho_text{в}) – плотность воды, то бруски в опытах 1 и 2 тонут , а значит погружаются на полный объем. Сила архимеда находится по формуле [F_text{a}=rho_text{в}g V_text{п}] Где (rho_text{в}) – плотность воды, а (V_text{п}) – объем тела погруженного в воду. Так как плотность жидкости одинаковая и объем погруженного тела одинаковый, то и сила Архимеда одинаковая. Ответ – 3
2) Как выяснили в 1) бруски плотностью (rho_2) и (rho_3) тонут в воде, а значит и вытесняют одинаковый объем жидкости, следовательно и уровень жидкости не изменяется. Ответ – 3
Ответ: 33
К деревянному бруску, плавающему в воде, привязали на тонкой нити небольшой стальной шарик, после привязывания система находится в равновесии. Как изменятся следующие величины: сила архимеда, действующая на брусок, и уровень воды? Считать, что брусок не утонул.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
[begin{array}{|c|c|} hline text{Сила Архимеда, действующая на брусок}&text{Уровень воды}\ hline &\ hline end{array}]
Обозначим все силы, действуюющие только на брусок:
Обозначим все силы, действующие на систему брусок+шарик:
1) Как мы видим на первом рисунке ( F_ text{a1}=F_text{т1} ). На втором рисунке распишем все силы: [F_text{a1}+F_text{a2}+ T_2=F_text{т1}+F_text{т2}+T_1] Так как (T_1=T_2), то можно заменить [F_text{a1}+F_text{a2}=F_text{т1}+F_text{т2}] Кроме того, шарик, сделанный из стали, тонет в воде, а значит (F_text{т2}>F_text{a2}). Значит, и (F_text{a1}) должна увеличится, для того, чтобы равенство соблюдалось. Ответ – 1
2) Сила Архимеда находится по формуле: [F_text{а}=rho g V] где (rho) – плотность жидкости, (V) – объем погруженной части тела в жидкость. Так как сила Архимеда увеличилась, а плотность осталась неизменной, то (V) увеличился, значит и количество вытесненной воды увеличится и уровень воды поднимется. Ответ – 1
Ответ: 11
На поверхности воды плавает деревянный брусок. Как изменятся сила Архимеда, действующая на брусок, и масса вытесненной воды, если брусок заменить на другой с той же массой (m), но меньшей плотностью (rho)?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
[begin{array}{|c|c|} hline text{Сила Архимеда}&text{Масса вытесненной воды}\ hline &\ hline end{array}]
1) Так как брусок плавает на поверхности, то сила Архимеда уравновешивает силу тяжести. [F_a=mg] Так как масса не изменилась, то и сила Архимеда не изменилась. Ответ – 3
2) Сила Архимеда находится по формуле: [F_a=rho_1gV] Где (rho_1) – плотность жидкости, а (V) – объем погруженной части тела в жидкость. В пункте 1) доказали, что сила Архимеда не изменилась, а так как (rho_1) осталась неизменной, то и (V) тоже не изменился. Значит и масса вытесненной воды не изменилась. Ответ – 3
Ответ: 33
Старт “Щелчка” по физике.
Вся теория про магнитные явления №15-18, 26, 32+Качественные задачи 27
Начало в 15:00, 4 июня
Старт “Щелчка” по физике.
Источник