В стоящий на весах сосуд с водой опускают на нити чугунный брусок

Óñëîâèÿ çàäà÷

Ãèäðîñòàòèêà.

1201.
Ñîñóä ñ âîäîé óðàâíîâåøåí íà îäíîé èç ÷àøåê ðû÷àæíûõ âåñîâ. Â ñîñóä
îïóñêàþò ïîäâåøåííûé íà íèòè ìåòàëëè÷åñêèé áðóñîê ìàññîé
m òàê, ÷òî îí îêàçûâàåòñÿ ïîëíîñòüþ
ïîãðóæåííûì â âîäó, íî íå êàñàåòñÿ ñòåíîê è äíà ñîñóäà. Êàêîé ãðóç è íà
êàêóþ ÷àøêó âåñîâ íàäî ïîëîæèòü, ÷òîáû âîññòàíîâèòü ðàâíîâåñèå?
Ïëîòíîñòü ìåòàëëà rì,
âîäû râ.
ðåøåíèå

1202.
Êîëåíà U-îáðàçíîãî ñîñóäà óäàëåíû äðóã
îò äðóãà íà l = 15 ñì. Íàéäèòå
ìàêñèìàëüíóþ ðàçíîñòü óðîâíåé âîäû â íèõ, åñëè ñîñóä äâèæåòñÿ ñ
ãîðèçîíòàëüíûì óñêîðåíèåì à = 6 ì/ñ2.
ðåøåíèå

1203.
Â ñòàêàí, íàïîëîâèíó çàïîëíåííûé æèäêîñòüþ ïëîòíîñòüþ
r, îïóñêàþò óäåðæèâàåìûé â
âåðòèêàëüíîì ïîëîæåíèè öèëèíäð, ïî âûñîòå ðàâíûé âûñîòå ñòàêàíà. Öèëèíäð
îêàçûâàåòñÿ â ðàâíîâåñèè, êîãäà îò åãî íèæíåãî êðàÿ äî äíà îñòàåòñÿ
÷åòâåðòü âûñîòû ñòàêàíà. ×åìó ðàâíà ïëîòíîñòü ìàòåðèàëà öèëèíäðà, åñëè
åãî ñå÷åíèå S, à ñå÷åíèå ñòàêàíà
So?
Òðåíèÿ íåò. ðåøåíèå

1204.
Ñîñóä ñ âîäîé óðàâíîâåøåí íà âåñàõ. Ñîõðàíèòñÿ ëè ðàâíîâåñèå, åñëè
îïóñòèòü ïàëåö â âîäó, íå êàñàÿñü ïðè ýòîì äíà ñîñóäà?
ðåøåíèå

1205.
Â ñîñóäå íàõîäÿòñÿ äâå íåñìåøèâàþùèåñÿ æèäêîñòè ðàçëè÷íûõ ïëîòíîñòåé. Íà
ãðàíèöå ðàçäåëà æèäêîñòåé ïëàâàåò îäíîðîäíûé êóáèê, öåëèêîì ïîãðóæåííûé
â æèäêîñòü. Ïëîòíîñòü r
ìàòåðèàëà êóáèêà áîëüøå ïëîòíîñòè r1
âåðõíåé æèäêîñòè, íî ìåíüøå ïëîòíîñòè
r2 íèæíåé æèäêîñòè (r1
< r <
r2). Êàêàÿ ÷àñòü
îáúåìà êóáèêà áóäåò íàõîäèòüñÿ â âåðõíåé æèäêîñòè?
ðåøåíèå

1206. Òîíêàÿ îäíîðîäíàÿ ïàëî÷êà øàðíèðíî óêðåïëåíà çà âåðõíèé êîíåö.
Íèæíÿÿ ÷àñòü ïàëî÷êè ïîãðóæåíà â âîäó (r
= 1000 êã/ì3). Ïðè ýòîì ðàâíîâåñèå äîñòèãàåòñÿ òîãäà, êîãäà
ïàëî÷êà ðàñïîëîæåíà íàêëîííî ê ïîâåðõíîñòè âîäû è â âîäå íàõîäèòñÿ 2/3
÷àñòè ïàëî÷êè. Îïðåäåëèòå ïëîòíîñòü ïàëî÷êè?
ðåøåíèå

1207.
Òåëî â ôîðìå öèëèíäðà ïëàâàåò â âîäå â âåðòèêàëüíîì ïîëîæåíèè, áóäó÷è
ïîãðóæåííûì â íåå íà 80 % ñâîåãî îáúåìà. Êàêàÿ ÷àñòü òåëà áóäåò
ïîãðóæåíà â âîäó, åñëè ïîâåðõ íåå íàëèòü ñëîé áåíçèíà ïîëíîñòüþ
çàêðûâàþùèé òåëî? Ïëîòíîñòü âîäû 1000 êã/ì3, ïëîòíîñòü
áåíçèíà 700 êã/ì3.
ðåøåíèå

1208.
Â áàê äèàìåòðîì d = 0,2 ì íàëèòî
m1 = 40 êã âîäû è áðîøåí êóñîê
ëüäà ìàññîé m2 = 9 êã ñ
ïðèìåðçøèì êàìíåì ìàññîé m3
= 0,9 êã. Ïëîòíîñòü âîäû r1
= 1000 êã/ì3, ëüäà r2
= 900 êã/ì3, êàìíÿ r3
= 3000 êã/ì3. Îïðåäåëèòå óðîâåíü âîäû â áàêå ïîñëå òàÿíèÿ
ëüäà. ðåøåíèå

1209.
Â áàê äèàìåòðîì d = 0,2 ì íàëèòî
m1 = 60 êã âîäû è áðîøåí êóñîê
ëüäà ìàññîé m2 = 9 êã ñ
ïðèìåðçøèì ïåíîïëàñòîì ìàññîé m3
= 0,3 êã. Ïëîòíîñòü âîäû r1
= 1000 êã/ì3, ëüäà r2
= 900 êã/ì3, ïåíîïëàñòà r3
= 100 êã/ì3. Îïðåäåëèòå óðîâåíü âîäû â áàêå ïîñëå òàÿíèÿ ëüäà.
ðåøåíèå

1210. Îòêðûòàÿ öèñòåðíà ñ âîäîé ñòîèò íà ðåëüñàõ, ïî êîòîðûì ìîæåò
äâèãàòüñÿ áåç òðåíèÿ. Ìàññà öèñòåðíû M,
ìàññà âîäû m. Ñâåðõó â öèñòåðíó íà
ðàññòîÿíèè l îò åå öåíòðà ïàäàåò
âåðòèêàëüíî ãðóç ìàññîé m.
Â êàêóþ ñòîðîíó è íà ñêîëüêî ñäâèíåòñÿ öèñòåðíà ê òîìó âðåìåíè, êîãäà
äâèæåíèå âîäû óñïîêîèòñÿ è ãðóç áóäåò ïëàâàòü?
ðåøåíèå

ñëåäóþùàÿ äåñÿòêà
>>>

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.

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:

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 А, p = 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.

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:

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.

откуда

Следовательно, глубина погружения:

Ответ: 12.

Источник

605. В какой воде и почему легче плавать: в морской или речной?
Легче плавать в морской воде, так как на тело, погруженное в морскую воду будет действовать большая выталкивающая сила из-за того, что плотность морской воды больше плотности речной воды.

606. К чашам весов подвешены два одинаковых железных шарика (рис. 183). Нарушится ли равновесие, если шарики опустить в жидкость? Ответ объясните.
Равновесие весов нарушится, так как архимедовы силы, действующие на шарики, будут различны. Перевесит чаша с шариком, погруженным в керосин, так как на нее будет действовать меньшая выталкивающая сила.

607. В сосуд погружены три железных шарика равных объемов (рис. 184). Одинаковы ли силы, выталкивающие шарики? (Плотность жидкости вследствие ничтожной сжимаемости на любой глубине считать одинаковой.)
Выталкивающие силы, действующие на шарики, не зависят от глубины погружения и поэтому будут равны (рис. 184)

608. Свинцовая дробинка опускается с постоянной скоростью на дно сосуда, наполненного маслом. Какие силы действуют на дробинку?
На дробинку действуют сила тяжести, выталкивающая сила и сила вязкого трения. Эти силы скомпенсированы.

609. К чашам весов подвешены две гири равного веса: фарфоровая и железная. Нарушится ли равновесие весов, если гири опустить в сосуд с водой?
При одинаковом весе гирь объем железной гирьки будет меньше объема фарфоровой, так как плотность железа больше. Поэтому, если гири опустить в сосуд с водой, на фарфоровую будет действовать большая выталкивающая сила, и железная гиря перевесит.

610. В сосуде три жидкости: слегка подкрашенная вода, растворитель (четыреххлористый углерод) и керосин. Укажите на порядок расположения этих жидкостей. (Плотность растворителя 1595 кг/м3.)
Снизу вверх: четыреххлористый углерод, вода, керосин.

611. Почему горящий керосин нельзя тушить водой?
Потому что вода будет опускаться вниз и не будет закрывать доступ воздуха (необходимого для горения) к керосину.

612. На дне сосуда с водой лежат одинаковой массы шары: чугунный и железный. Одинаковое ли давление на дно сосуда производят эти шары?
Сила давления, оказываемая чугунным шаром, будет меньше, так как на него будет действовать большая выталкивающая сила, так как плотность чугуна меньше плотности железа. Если площади соприкосновения с дном одинаковы, то давление, оказываемое железным шаром, будет больше.

613. На поверхности воды плавают бруски из дерева, пробки и льда (рис. 185). Укажите, какой брусок пробковый, а какой из льда.
3 — брусок из пробки, 1 — брусок изо льда, так как плотность пробки наименьшая из заданных веществ, льда — наибольшая.

614. Березовый и пробковый шарики равного объема плавают на воде. Какой из них глубже погружен в воду? Почему?
Так как плотность березового шарика больше плотности пробкового, то он глубже будет погружен в воду.

615. Для отделения зерен ржи от ядовитых рожков спорыньи их смесь высыпают в воду. Зерна ржи и спорыньи в ней тонут. Затем в воду добавляют соль. Рожки начинают всплывать, а рожь остается на дне. Объясните это явление.
Объясняется это явление тем, что плотность рожков спорыньи меньше плотности соленой воды, а плотность ржи — больше.

616. В сосуд, содержащий воду, керосин и жидкий растворитель (четыреххлористый углерод, плотность которого равна 1595 кг/м3), опущены три шарика: парафиновый, пробковый и стеклянный. Как расположены шарики?
Пробковый шарик будет плавать на поверхности керосина, парафиновый — на границе вода — керосин, а стеклянный покоиться на дне сосуда.

617. В сосуде с водой (при комнатной температуре) плавает пробирка (рис. 186). Останется ли пробирка на такой же глубине, если воду слегка подогреть; охладить? (Увеличение объема пробирки при нагревании и охлаждении не учитывать. Охлаждение производить при температуре не ниже 4 °С.)
При нагревании воды пробирка начнет двигаться вниз, при охлаждении — вверх. Объясняется это тем, что плотность воды при нагревании уменьшается, а при охлаждении возрастает.

618. В сосуд с водой опущены три одинаковые пробирки с жидкостью (рис. 187). На какую из пробирок действует наибольшая выталкивающая сила? (Плотность воды на всей глубине считать одинаковой.) Ответ обоснуйте.
На вторую и третью пробирки действуют одинаковые по величине выталкивающие силы, равные весу вытесненной ими воды. На первую пробирку действует меньшая выталкивающая сила, так как вес вытесненной ей воды меньше, чем вес воды, вытесненной второй или третьей пробиркой.

619. На рисунке 188 изображен поплавок, который можно использовать как весы. Объясните, как действуют такие весы.
Поплавок будет погружаться в воду пропорционально нагружаемому весу. Поэтому его можно использовать как весы.

620. Пробирка, в которой находится брусок пластилина, плавает в воде (рис. 189, а). Изменится ли глубина погружения пробирки в воду, если пластилин вынуть и подклеить ко дну (рис. 189, 6)1 Если изменится, то как? Ответ объясните.
Глубина погружения пробирки не изменится, так как по-прежнему будет вытесняться количество воды, равное весу пробирки и пластилина. Если же пластилин отвалится и утонет, то глубина погружения пробирки уменьшится.

621. Стальной брусок подвешен к пружине и опущен в воду (рис. 190). С одинаковой ли силой давит вода на верхнюю и нижнюю поверхности бруска? Ответ обоснуйте.
Давление на нижнюю поверхность бруска будет больше, чем на верхнюю. Поэтому и сила давления на нижнюю поверхность бруска будет больше.

622. Подвешенный на нити стальной брусок погружен в воду (рис. 190). Назовите взаимодействующие тела и силы, действующие на брусок. Изобразите эти силы графически.
Брусок взаимодействует с Землей, пружиной и водой. Силы, действующие на брусок: сила тяжести, направленная вниз; сила Архимеда и сила упругости нити, направленные вверх. Сила тяжести равна по модулю сумме сил Архимеда и упругости нити.

623. Деревянный шар плавает на воде (рис. 191). Назовите силы, действующие на шар. Изобразите эти силы графически.
На шар действуют сила тяжести, направленная вниз, и сила Архимеда, направленная вниз. Сила тяжести равна по модулю силе Архимеда.

624. Стальной брусок, вес которого 15,6 Н, погрузили в воду (рис. 190). Определите значение и направление силы натяжения пружины.

625. Вычислите выталкивающую силу, действующую на гранитную глыбу, которая при полном погружении в воду вытесняет ее некоторую часть. Объем вытесненной воды равен 0,8 м3.

626. Железобетонная плита размером 3,5×1,5×0,2 м полностью погружена в воду. Вычислите архимедову силу, действующую на плиту.

627. Железобетонная плита размером 4×0,3×0,25 м погружена в воду на половину своего объема. Какова архимедова сила, действующая на нее?

628. Один брусок имеет размер 2x5x10 см, а соответствующий размер другого бруска в 10 раз больше (0,2×0,5×1 м). Вычислите, чему будут равны архимедовы силы, действующие на эти бруски при полном погружении их в пресную воду, в керосин.

629. Плавающий на воде деревянный брусок вытесняет воду объемом 0,72 м3, а будучи погруженным в воду целиком — 0,9 м3. Определите выталкивающие силы, действующие на брусок. Объясните, почему различны эти силы.

630. Определите показания пружинных весов при взвешивании в воде тел объемом 100 см3 из алюминия, железа, меди, свинца.

631. Определите, что покажут пружинные весы, если тела объемом 100 см3 из алюминия, железа, свинца взвешивать в керосине.

632. Чему равна архимедова сила, действующая в воде на тела объемом 125 см3 из стекла, пробки, алюминия, свинца?

633. Пробирку поместили в мензурку с водой. Уровень воды при этом повысился от деления 100 см3 до деления 120 см3. Сколько весит пробирка, плавающая в воде?

634. На сколько гранитный булыжник объемом 0,004 м3 будет легче в воде, чем в воздухе?

635. Какую силу надо приложить, чтобы поднять под водой камень массой 30 кг, объем которого 0,012 м3?

636. Брусок размером 20х 10×5 см может занимать в воде указанные на рисунке 192 положения. Докажите, что на него действует одна и та же выталкивающая сила.
Сила Архимеда равна весу жидкости, вытесненной телом, и не зависит от ориентации тела в жидкости.

637. До какого уровня поднимется вода в мензурке, если в ней будет плавать брусок; шар (рис. 193)?

638. Масса пробкового спасательного круга равна 4,8 кг. Определите подъемную силу этого круга в пресной воде.

639. Какой максимальной подъемной силой обладает плот, сделанный из 10 бревен объемом по 0,6 м3 каждое, если плотность дерева 700 кг/м3?

640. Плот состоит из 12 сухих еловых брусьев. Длина каждого бруса 4 м, ширина 30 см и толщина 25 см. Можно ли на этом плоту переправить через реку автомашину весом 10 кН?

641. Прямоугольная баржа длиной 5 м и шириной 3 м после загрузки осела на 50 см. Определите вес груза, принятого баржей.

642. Судно, погруженное в пресную воду до ватерлинии, вытесняет воду объемом 15 000 м3. Вес судна без груза равен 5 • 106 Н. Чему равен вес груза?

643. После разгрузки баржи ее осадка в реке уменьшилась на 60 см. Определите вес груза, снятого с баржи, если площадь сечения баржи на уровне воды равна 240 м2.

644. Площадь сечения теплохода на уровне воды равна 2000 м2. Сколько нужно добавить груза, чтобы теплоход погрузился в морской воде еще на 1,5 м, считая, что борта его на данном уровне вертикальны?

645. Сколько воды вытесняет плавающий деревянный брус длиной 3 м, шириной 30 см и высотой 20 см? (Плотность дерева 600 кг/м3.)

646. Площадь льдины 8 м2, толщина 25 см. Погрузится ли она целиком в пресную воду, если на нее встанет человек, вес которого равен 600 Н?

647. Какой минимальный объем должна иметь подводная часть надувной лодки массой 7 кг, чтобы удержать на воде юного рыболова, вес которого равен 380 Н?

648. Известно, что масса мраморной плиты равна 40,5 кг. Какую силу надо приложить, чтобы удержать эту плиту в воде?

649. Какую силу надо приложить, чтобы удержать под водой кусок пробкового дерева, масса которого равна 80 г?

650. Плавающее тело вытесняет керосин объемом 120 см3. Какой объем воды будет вытеснять это тело? Определите массу тела.

651. Используя данные рисунка 194, определите плотность камня.

652. Было установлено, что при полном погружении куска меди в керосин вес его уменьшается на 160 Н. Каков объем этого куска меди?

653. На коромысле весов уравновесили два одинаковых сосуда. Нарушится ли равновесие весов, если один сосуд поместить в открытую банку и заполнить ее углекислым газом (рис. 195)?
Равновесие весов нарушится, так как архимедова сила в случае углекислого газа больше, чем в воздухе. Поэтому правый сосуд перевесит.

654. Один из двух одинаковых воздушных шаров заполнили водородом, другой до такого же объема — гелием. Какой из этих шаров обладает большей подъемной силой? Почему?
Большей подъемной силой обладает шар, заполненный водородом, так как плотность водорода меньше плотности гелия.

655. Равны ли массы пятирублёвой монеты и куска пробки, уравновешенные на очень точных и чувствительных весах? Ответ объясните.
Массы пробки и монеты не равны из-за того, что на них действует различная сила Архимеда.

656. Назовите газы, в которых мог бы плавать мыльный пузырь, наполненный воздухом. (Весом пузыря пренебречь.)
Углекислый газ, озон, хлор, аргон, ксенон, криптон, находящиеся при давлении, равном атмосферному.

657. Детский шар объемом 0,003 м3 наполнен водородом. Масса шара с водородом 3,4 г. Какова подъемная сила детского шара?

658. Радиозонд объемом 10 м3 наполнен водородом. Какого веса радиоаппаратуру он может поднять в воздухе, если оболочка его весит 6 Н?

659. Масса снаряжения воздушного шара (оболочки, сетки, корзины) составляет 450 кг. Объем шара 1600 м3. Вычислите, какой подъемной силой будет обладать этот шар при наполнении его водородом, гелием, светильным газом. (Плотность светильного газа 0,4 кг/м3.)

660. Стратостат «СССР», на котором стратонавты поднялись на высоту 19 км, имел объем 24 500 м3. При подъеме в оболочке стратостата было только 3200 м3 водорода. Почему же объем оболочки сделали таким большим?
Объем оболочки стратостата был сделан с большим запасом, поскольку с высотой давление наружного воздуха падает.

Источник