В сосуде с наклонными стенками
- Главная
- Вопросы & Ответы
- Вопрос 1340115
Зачетный Опарыш
более месяца назад
Просмотров : 14
Ответов : 1
Лучший ответ:
Энджелл
Вообще таяние льда приводит к повышению уровня воды, а если уровень воды увеличился, то сила тоже должна увеличиться!
более месяца назад
Ваш ответ:
Комментарий должен быть минимум 20 символов
Чтобы получить баллы за ответ войди на сайт
Лучшее из галереи за : неделю месяц все время
Другие вопросы:
Суррикат Мими
Органы ЗАГС нередко отказывают родителям в регестрации имен детей, если эти имена неблагозвучны, выходят за рамки культурных норм общества или аббревиатуры. Должны ли органы ЗАГС ограничивать возможности родителей в выборе имени своего ребенка? Приведите два аргумента в защиту своей позиции.
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 8
Ответов : 1
Васян Коваль
периметр равнобедренного треугольника равен 65 см,его боковая сторона на 5 см меньше основания .Найдите стороны треугольника
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 7
Ответов : 1
Онтонио Веселко
от двух пристаней расстояние между которыми 420 км,одновременно навстречу друг другу отплыли два катера.скорость первого катера равна 35 км/ч,что составляет 5/7 скорости второго катера.через какое время после отправления расстояние между катерами сократится до 168 км?
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 7
Ответов : 1
Мари Умняшка
В железной руде содержится 45% железа. Сколько тонн железа содержится в 380 т руды?
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 5
Ответов : 1
Главный Попко
Определите высоту, при которой потенциальная и кинетическая энергии мяча, брошенного вертикально вверх со скоростью Vo, будут равны между собой?
более месяца назад
Смотреть ответ
Просмотров : 20
Ответов : 1
Источник
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей:
ОЛИМПИАДНЫЕ ЗАДАЧИ
10 класс
1. Фантастическая съемка
Действие снимаемого в недалеком будущем фантастического фильма по замыслу сценаристов происходит на Луне, ускорение свободного падения на которой равно gл = 1,6 м/с2. Часть эпизодов была снята на поверхности Луны с частотой кадров nл = 25 с – 1 (25 кадров в секунду). Съемки ряда эпизодов происходят на Земле в павильоне, где построен макет местности в масштабе 1:25. По сценарию события выглядят таким образом: на высоте Н = 50 м над поверхностью Луны движется летающий объект, в него врезается корабль, движущийся горизонтально, а затем зритель видит падение обломков. С какой частотой следует производить съемку фильма в земном павильоне, чтобы зритель не заметил различий между событиями на Луне и на Земле?
2. Лед с алюминиевым шариком
Небольшой алюминиевые шарик с привязанной к нему легкой ниткой вморожен в кусок льда массой M0 = 100 г. Свободный конец нити прикреплен ко дну теплоизолированного цилидрического сосуда, в который налита вода массой m0 = 0,5 кг, имеющая температуру t0 = 20оС. Температура льда и шарика 0оС, начальная сила натяжения нити Т = 0,08 Н. Какова будет температура воды в тот момент, когда сила натяжения нити станет равной нулю? Считайте, что тепловое равновесие в воде устанавливается мгновенно.
3. Доска на столе.
На краю стола в горизонтальном положении удерживается доска массой M и длиной L таким образом, что ее правая половина находится на столе. С какой минимальной скоростью нужно толкнуть доску в горизонтальном направлении, чтобы ее левый край оказался на расстоянии L/2 от края стола? Коэффициент трения скольжения равен k.
4. Дрейфующая льдина
Во время полярной экспедиции на дрейфующей льдине в ней пробурили скважину для отбора проб морской воды. Какую толщину имеет эта льдина, если расстояние от поверхности льдины до поверхности воды в скважине равно h = 2 м?
5. Электрические цепи.
Соединим параллельно амперметр и вольтметр, полученное измерительное устройство назовем Прибор № 1. Теперь соединим такие же вольтметр и амперметр последовательно и получим Прибор № 2. Теперь соберем схему, показанную на рисунке, используя резистор с неизвестным сопротивлением R и источник тока с неизвестными параметрами, и запишем показания приборов:
Прибор № 1: сила тока 7 мА, напряжение 0,3 В.
Прибор № 2: сила тока 2,7 мА, напряжение 2,7 В.
Найдите сопротивления резистора, вольтметров и амперметров.
6.Тележки
Две одинаковые тележки, на каждой из которых находится один из братьев-близнецов, связаны легкой веревкой и находятся на расстоянии L друг от друга. В некоторый момент времени один из братьев начинает тянуть канат так, что его тележка начинает двигаться с постоянным ускорением а. Через какое время тележки столкнутся? Считать, что массы братьев одинаковы.
7. Шар в воде
В сосуде с наклонными стенками, заполненном водой, покоится так, как показано на рисунке, пробковый шар объемом V. Плотность пробки меньше плотности воды. Найти силы, с которыми шар действует на дно и стенку сосуда, в случаях, когда:
– сосуд покоится;
– сосуд движется с горизонтальным ускорением а, как показано на рисунке.
Все стенки сосуда гладкие.
8. Яйцо
Из яйца, проделав маленькое отверстие в скорлупе, выкачали содержимое, налили небольшое количество воды и поставили на горелку. Мощность горелки N = 2 кВт, площадь отверстия S = 4 мм2. Плотность пара 0,6 кг/м3, удельная теплота парообразования воды r = 2,3 · 106 Дж/кг. Найти массу пара, выходящего из отверстия за 1 секунду; скорость пара, выходящего из отверстия; реактивную силу тяги получившегося “яично-скорлупного” двигателя.
9. Потерянный груз
Пограничники арестовали лодку с контрабандистом и незаконным грузом. Лодку начинают тянуть за привязанный к ней легкий трос с постоянной силой F = 180 Н, но через t = 15 с обнаруживается, что лодка движется со скоростью v = 20 м/с, а груза на ней нет. Определите промежуток времени t1, прошедший от начала буксировки до момента, когда контрабандист сбросил груз с лодки, если известно, что толкнул груз в направлении, перпендикулярном направлению движения. На каком расстоянии от места начала буксировки находилась лодка в момент сбрасывания груза? При движении трос остается горизонтальным. Трением и силами сопротивления пренебречь. Масса лодки с контрабандистом M = 120 кг, масса груза m = 30 кг.
10. Вольтметры
Напряжение источника U = 12 В. В схеме использованы одинаковые вольтметры. Найти их показания.
11. Бруски с пружиной
Два бруска массами M = 900 г и m = 300 г связаны нерастяжимой нитью длиной 20 см. Между брусками вставлена деформированная пружина с жесткостью 2,25 кН/м (пружина не прикреплена к брускам). Эта система брусков движется с постоянной скоростью v0 = 2,5 м/с. В какой-то момент времени нить пережигают, после чего пружина выпадает, а тело массы M останавливается. Найти длину недеформированной пружины.
12. Колба с поршнем
Колба с воздухом общим объемом колбы V = 1 л, ее горлышко – цилиндр высоты 25 см и диаметром d = 3,6 см закрыто тонким невесомым поршнем, расположенным у самого верха. В горлышко начинают медленно наливать ртуть. Сначала поршень опускается на 21 см, а затем останавливается и жидкость стекает через края горлышка. Какова масса жидкости, залитой в горлышко, и при каком атмосферном давлении проводился опыт (давление считать в мм рт.ст.)? Температуру считать постоянной. Трением пренебречь.
13. Цепочка резисторов
Неизвестное число n одинаковых резисторов соединены в кольцо. Омметр, подсоединенный к концам одного резистора, показывает сопротивление R1 = 16 Ом. Если соседний к выбранному резистору закоротить, то омметр показывает сопротивление R2 = 15 Ом. Какова величина сопротивления одного резистора и чему равно число резисторов?
14. Изображение в тонкой линзе
Тонкая линза создает изображение предмета, расположенного перпендикулярно главной оптической оси, с некоторым увеличением. Если расстояние от предмета до линзы увеличить вдвое, то получим прямое изображение с увеличением, втрое большим первоначального увеличения. С каким увеличением было изображение предмета первоначально?
Источник
Гидростатический парадокс или парадокс Паскаля — явление, при котором сила весового давления налитой в сосуд жидкости на дно сосуда может отличаться от веса налитой жидкости. В сосудах с увеличивающимся кверху поперечным сечением сила давления на дно сосуда меньше веса жидкости, в сосудах с уменьшающимся кверху поперечным сечением сила давления на дно сосуда больше веса жидкости. Сила давления жидкости на дно сосуда равна весу жидкости лишь для сосуда цилиндрической формы. Математическое объяснение парадоксу было дано Симоном Стевином в 1612 году[1].
Причины[править | править код]
Причина гидростатического парадокса состоит в том, что по закону Паскаля жидкость давит не только на дно, но и на стенки сосуда.
Если стенки сосуда вертикальные, то силы давления жидкости на его стенки направлены горизонтально и не имеют вертикальной составляющей. Сила давления жидкости на дно сосуда в этом случае равна весу жидкости в сосуде. Если же сосуд имеет наклонные стенки, давление жидкости на них имеет вертикальную составляющую. В расширяющемся кверху сосуде она направлена вниз, в сужающемся кверху сосуде она направлена вверх. Вес жидкости в сосуде равен сумме вертикальных составляющих давления жидкости по всей внутренней площади сосуда, поэтому он и отличается от давления на дно[2].
Опыт Паскаля[править | править код]
В 1648 году парадокс продемонстрировал Блез Паскаль. Он вставил в закрытую бочку, наполненную водой, узкую трубку и, поднявшись на балкон второго этажа, влил в эту трубку кружку воды. Из-за малой толщины трубки вода в ней поднялась до большой высоты, и давление в бочке увеличилось настолько, что крепления бочки не выдержали, и она треснула.
Гидростатический парадокс и закон Архимеда[править | править код]
Похожий кажущийся парадокс возникает при рассмотрении закона Архимеда. Согласно распространённой формулировке закона Архимеда, на погружённое в воду тело действует выталкивающая сила, равная весу воды, вытесненной этим телом. Из такой формулировки можно сделать неверное умозаключение, что тело не сможет плавать в сосуде, не содержащем достаточное количество воды для вытеснения.
Однако на практике тело может плавать в резервуаре с таким количеством воды, масса которой меньше массы плавающего тела. Это возможно в ситуации, когда резервуар лишь ненамного превышает размеры тела. Например, когда корабль стоит в тесном доке, он остаётся на плаву точно так же, как в открытом океане, хотя масса воды между кораблём и стенками дока может быть меньше, чем масса корабля[3].
Объяснение парадокса заключается в том, что архимедова сила создаётся гидростатическим давлением, которое зависит не от веса воды, а только от высоты её столба. Как в гидростатическом парадоксе на дно сосуда действует сила весового давления воды, которая может быть больше веса самой воды в сосуде, так и в вышеописанной ситуации давление воды на днище корабля может создавать выталкивающую силу, превышающую вес этой воды[4].
Более корректной формулировкой закона Архимеда является следующая: на погружённое в воду тело действует выталкивающая сила, эквивалентная весу воды в погружённом объёме тела[3].
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Бутиков Е.И., Кондратьев А.С, Бобкин В.В. Физика. Книга 1. Механика. — М.: Наука, 1994. — 367 с.
Ссылки[править | править код]
Видеоурок: гидростатический парадокс
- Гидростатический парадокс — статья из Большой советской энциклопедии.
Источник
(10 баллов)
Возможное решение | |
Пусть mл – масса льда, mв – масса воды. Смесь воды и льда в сосуде находится при температуре t0 = 00С. Для нагревания смеси до температуры t1 = +100С необходимо количество теплоты Q1 = mлl + (mл + mв)св(t1 – t0). При охлаждении смеси до температуры t1 = -50С выделяется количество теплоты Q2 = mлl – (mл + mв)св(t2 – t0). Из условия Q1 = 2Q2 найдем отношение Так как mл + mв = 1 кг, то mл = 647 г, mв = 353 г. | |
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (масса воды, масса льда); представлено полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов: обоснован выбор температуры смеси (воды и льда); для нагревания смеси Q1 = mлl + (mл + mв)св(t1 – t0) для охлаждения смеси Q2 = mлl – (mл + mв)св(t2 – t0); проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу; представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины mл = 647 г mв = 353 г. | 1 1 1 2 3 1 1 |
Задача 3.
В сообщающихся сосудах с вертикальными стенками и площадью сечения S = 20 см2 находится вода. В один из сосудов наливают масло массой m = 160 г, при этом вода остается в обоих сосудах и не перемешивается с маслом. Определите разность Dh уровней жидкостей в сосудах. Плотность масла ρм = 800 кг/м3, плотность воды ρв = 1000 кг/м3.
(10 баллов)
Возможное решение | |
Пусть hм – высота столба масла, hв – высота столба воды в другом сосуде, находящейся выше общего уровня воды в обоих сосудах. Так как давление этих столбов жидкостей должно быть одинаковыми ρмghм = ρвghв, то hв . Из уравнения m = ρмhмS найдем высоту столба масла . Разность уровней жидкостей в сосудах Dh = hм – hв = hм (1 – ) = | |
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (высота столба масла, высота столба воды в другом сосуде); правильно записаны формулы, выражающие закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: равенство давлений столбов жидкости ρмghм = ρвghв высота столба масла Проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу: hв = представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины hв = 2 см. | 1 2 2 3 2 |
Задача 4.
Схема, состоящая из амперметра А, трех одинаковых резисторов сопротивлением R = 10 Ом и ключа К, подсоединена к источнику постоянного напряжения U. Чему равно сопротивление амперметра, если его показание изменилось на 25% после замыкания ключа.
(10 баллов)
Возможное решение | |
До замыкания ключа ток через амперметр I1 = После замыкания ключа ток через амперметр I2 = Так как полное сопротивление цепи уменьшилось, то показание амперметра увеличилось. При изменении показаний на 25%, имеем I2 = nI1, n = 1,25. Используя соотношение между токами I2 и I1, найдем сопротивление амперметра Ом. | |
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин; представлено полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов (закон Ома для участка цепи, расчет общего сопротивления цепи): До замыкания ключа ток через амперметр I1 = ; После замыкания ключа ток через амперметр I2 = ; проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу; представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины RA= 5 Oм | 1 2 2 3 2 |
Задача 5.
Машина, двигаясь со скоростью v0 = 72 км/ч, начинает тормозить и останавливается через t0 = 10 с. Считая ускорение машины постоянным, определите тормозной путь S машины и среднюю скорость vср машины за первую половину времени торможения.
(10 баллов)
Возможное решение | |
Пусть а – ускорение торможения машины. Так как машина останавливается за время t0, то из условия vк = v0 – аt0 = 0, найдем ускорение а = Тормозной путь машины S = = 100 м. За первую половину времени t1 = машина пройдет путь S1 = . На этом участке средняя скорость машины равна | |
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин; представлено полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов: записано уравнение скорости для равноускоренного движения в общем виде; выразили ускорение; записали формулу для расчета тормозного пути; проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу; записали формулу для расчета пройденного пути за первую половину времени; представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины S = 100 м | 1 1 1 1 3 1 1 1 |
Всероссийская олимпиада школьников по физике (2016 – 2017 уч.г.)
Школьный этап, 10 класс
Решения
Задача 1.
Граната, брошенная вертикально вверх, в верхней точке разорвалась на множество одинаковых осколков летящих с одинаковыми скоростями 20 м/с. Определить интервал времени, в течение которого осколки падали на землю.
(10 баллов)
Возможное решение | |
Пусть t1 (t2) – время движения осколка летящего вертикально вниз (вертикально вверх). Запишем уравнения движения осколков: 0 = Н – ʋ0 t1 – (1) ; 0 = Н + ʋ0 t2 – (2) Анализ движения осколков приводит к выводу: раньше всех упадёт на землю осколок, летящий вертикально вниз (t1). Большее время затратит на падение осколок, летящий t2. Тогда искомое время Δt=t2 – t1 ; Решая совместно уравнения (1) и (2), получаем : Δt=t2 – t1 = 4 с. | |
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы: описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (время движения осколков, интервал времени); представлено полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов: записаны уравнения движения осколков движения в общем виде для первого осколка 0 = Н – ʋ0 t1 – для второго осколка0 = Н + ʋ0 t2 – ; большее время затратит на падение осколок, летящий t2; искомое время Δt=t2 – t1 ; проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу; представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины Δt = 4 с. | 1 2 2 1 1 2 1 |
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 |
Источник