Восковой шарик помещен в сосуд заполненный маслом и водой

Объем тела давления, действующего на верх пробки, W1 заштрихован – сила

направлена вниз; на криволинейную коническую стенку W2 – – сила направлена вверх.

Целиком на пробку действует разность сил:

Pв = Pв1 −Pв2 =ρg (WI −WII );

WI =

(d 2

−d12 ) b +

;

ρg

WII =

πa (D2

+ Dd +d 2 )−

πad 2 ;

WI −WII = π(52 −2,52 )(5 +123)−

(102

+10 5 +52 )−10 52 =1623 см3 .

Полная сила, действующая со стороны жидкости на пробку, направлена вниз и равна:

P =ρgW

=830 9,8 1623 10−6 =13, 2 Н.

тд

Усилие F , необходимое, чтобы стронуть пробку, направлено вверх и

+ P = 0;

равно F = P =13, 2 H.

2. Чтобы усилие страгивания пробки равнялось нулю, необходимо, чтобы P = 0, а

это будет при W1 =W2 .

πd

π(d 2 −d12 ) b +

πa (D2 + D d +d 2 )−

a , откуда:

ρg

p =ρg

a (D2 + D d )

−b =830 9,8

0,1(0,12 +0,1 0, 05)

−0,05

=1, 05к Па.

3(d 2 −d12 )

3(0, 052 −0,0252 )

Ответ: F =13, 2 Н;

pи =1, 05кПа .

Задача 4.6 В сосуд, заполненный водой и маслом, погружен кусок воска. Определить, какая часть объема воска погрузится в воду, а какая останется в масле.

Плотность масла ρ

=900 кг м3

. .

.. . . масло . . .

. .

. . . . . . .

воска ρвоск =960 кг м3 .

. . .

âîñê

. . .

Решение:

Обозначим: W – объем воска;

x – доля объема, погруженного в воду.

На воск действуют: выталкивающая сила воды выталкивающая сила масла

âîäà

Pав =ρв gW x ;

Pам =ρмgW (1− x);

Восковой шарик помещен в сосуд заполненный маслом и водой

вес воска ρвоскgW . Из условия равновесия:

∑P = 0 ;

Pав + Pам =Gв ,

откуда

ρвW +ρмW (1− x)−W ρвоск = 0 ;

x = ρвоск −ρм = 960 −900 = 0, 6 .

ρв −ρм

103 −900

Ответ: в воду погружено 0,6 объема воска.

Задача

4.7

Определить

полную силу

давления на

полусферическую крышку, закрывающую круглое отверстие радиуса

R в вертикальной стенке.

Напор жидкости над центром отверстия H .

Найти точку приложения этой силы.

Ответ:

P = P =ρg πR2 H 2 +

4 R2

Вертикальная составляющая направлена вверх.

Задача 4.8 Полый поршень изображенного на рис. устройства находится в равновесии. Пренебрегая весом поршня и

силой трения, определить соотношение высот	H	h	, если R	r	= 4 .

Объем усеченного конуса

W = 13 πh(R2 + Rr + r2 )

Ответ: Hh = 6 .

.
..
H	R	…
.
…
..
h	.
h
r

Задача 4.9	При какой разности уровней	H клапан начнет	d
пропускать воду из трубы в бак?		H

D =150мм,
m = 0,5кг,	D
d =100мм.

Ответ: Н =161мм.		m

Восковой шарик помещен в сосуд заполненный маслом и водой

Задача 4.10

Определить величины и направления сил

âîäà

давления воды на плоское и полусферические днища

цилиндрического сосуда диаметром 1м в трех случаях:

1) h = + D

; 2) h = − D ; 3) h = 0 .

Показать в виде векторов горизонтальные и

вертикальные составляющие сил давления воды на днища.

Ответ:

Pг

на

плоское

и полусферическое днище одинаковы и

равны

1) +1,54 кН, 2) -1,54 кН

и 3) 0 .

Вертикальные составляющие сил давления на полусферу для всех трех случаев

одинаковы и равны 2,57 кН.

Задача 4.11

В цилиндрическом сосуде диаметром D =500мм плавает кусок льда с

плотностью

ρл =900 кг м3 , в

который впаян стальной шарик (плотность

стали

ρ = 7,8 103 кг м3 ). Объем льда V =12дм3 , объем шарика V =50см3 .

Какая часть Vx

объема льда находится над водой?

Как изменится уровень H в сосуде, когда лед растает?

Ответить на поставленные вопросы для следующих двух

вариантов задачи:

а) вместо стального шарика объем V2 заполнен льдом;

б) объем V2 представляет воздушную полость.

Ответ: Vx = 0,86л. Уровень понизится на 1,73 мм. Для а) и б) уровень не

изменится.

Задача 4.12

Определить полную силу давления воды на цилиндрический валец

плотины единичной длины и угол α между направлением этой силы и горизонтом для

следующих случаев:

1) H1 = D, H2 = 0 ;

2) H1 = D

, H2 = 0 ;

= D .

3) H1 = D,

Ответ: P

=ρg

π2

= arctg

=ρg

π2

= arctg

= 3

ρg D2

1+ π2

= arctg

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

Максим Олегович

????Решаем вариант профиля на 100 баллов

???? А еще сюрприз: мы подводим итоги розыгрыша “Щелчка”!

Математика: ????Решаем вариант профиля на 100 баллов

Источник

Инфоурок

› Физика ›Презентации›Презентация к уроку по теме: Решение экспериментальных задач по теме «Давление жидкостей и газов»

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Тема. Решение экспериментальных задач по теме «Давление жидкостей и газов» Цели: продолжить формирование умений решения задач по теме «Давление жидкостей и газов»; продолжить формирование умений измерения выталкивающей силы разными способами. Муниципальное общеобразовательное учреждение «Ялгинская средняя общеобразовательная школа» Г.о.Саранск республики Мордовия. Подготовила учитель физики Ахметова Нязиля Джафяровна

2 слайд

Описание слайда:

Задача 1 К чашкам весов подвешены два одинаковых железных шарика. Нарушится ли равновесие, если шарики опустить в жидкости? Ответ объясните. Ответ. Нарушится. На шарик в керосине действует меньшая выталкивающая сила, а значит данный шарик перетянет.

3 слайд

Описание слайда:

Задача 2 В сосуд погружены три железных шарика равных объемов. Одинаковые ли силы, выталкивающие шарики? Ответ. На все шарики действует одинаковая выталкивающая сила, т.к. их объемы одинаковые и они находятся в одной и той же жидкости. Задача 2

4 слайд

Описание слайда:

Задача 3 На поверхности воды плавают бруски из дерева, пробки и льда. Указать, какой брусок пробковый, а какой из льда? Ответ обоснуйте. Ответ. Первый брусок из льда, а третий из пробки.

5 слайд

Описание слайда:

Задача 4 В сосуд с водой опущены три одинаковые пробирки с жидкостью. На какую пробирку действует наибольшая выталкивающая сила? Ответ. На вторую и третью пробирки действует наибольшая выталкивающая сила.

6 слайд

Описание слайда:

Задача 5 Используя данные рисунка, определить плотность камня? Ответ. 2500кг/м

7 слайд

Описание слайда:

Задача 6 На коромысле весов уравновесили два одинаковых сосуда. Нарушится ли равновесие весов, если один сосуд поместить в открытую банку и заполнить ее углекислым газом? Ответ. Нарушится. На колбу в углекислом газе действует большая выталкивающая сила, а значит вторая колба перетянет.

8 слайд

Описание слайда:

Найдите подходящие по смыслу слова, расставьте их вместо пропусков. 1. В чем сущность явлений? – на это ответ Искал Сиракузский мудрец… 2. Быстрей ли падает, что тяжелей? И это проверить решил… 3. «Сложен мир из мельчайших частиц» – Так считал древний грек… 4. Как пишется «камень» научит грамматика. Размеры и форму найдет математика. А … массу отыщет и вес. 5.«Земля неподвижна», – когда-то учили «Земля неподвижна», – монахи твердили. … узнал о движенье земном. Движенье Земли он увидел умом. Ответы. 1. Архимед. 2. Галилей. 3. Демокрит. 4. Физика. 5. Коперник.

9 слайд

Описание слайда:

Эпиграф Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением. М.В.Ломоносов

10 слайд

Описание слайда:

Экспериментальные задачи

11 слайд

Описание слайда:

Задача №1 1. Измерить выталкивающую силу, действующую на алюминиевый брусок в воде . Приборы и материалы: линейка, брусок из алюминия.

12 слайд

Описание слайда:

Задача №2 Измерить выталкивающую силу, действующую на пластмассовый брусок в воде. Приборы и материалы: Мензурка с водой, пластмассовый брусок.

13 слайд

Описание слайда:

Задача №3 Измерить выталкивающую силу, действующую на данное тело. Приборы и материалы: Стакан с водой, динамометр.

14 слайд

Описание слайда:

Задача №4 Измерить плотность деревянного бруска. Приборы и материалы: Мензурка с водой.

15 слайд

Описание слайда:

Итоги урока Как вы оценивайте свою деятельность на уроке? Какую отметку поставить хотели бы себе? Кому из своих одноклассников хотел бы поставить «5» за сегодняшний урок. Все ли было понятно на сегодняшнем уроке: – если все, то поставь знак «+»; – если не совсем, то «+-»; – если ничего не понял, то «-». Какую оценку вы хотели бы поставить за сегодняшний урок: «5»,»4», «3», «2».

16 слайд

Описание слайда:

Домашнее задание Составить 3 экспериментальные задачи и предложить возможные их решения по теме «Давление жидкостей и газов»

17 слайд

18 слайд

Описание слайда:

Список использованной литературы 1.Лукашик В.И. Сборник задач по физике для 7 – 9 классов общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение,2007. 2. Перышкин А.В. Физика. 7кл. :учеб. Пособие для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2008.

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Пожаловаться на материал

Курс повышения квалификации

Курс профессиональной переподготовки

Учитель физики

Курс повышения квалификации

Найдите материал к любому уроку,

указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

также Вы можете выбрать тип материала:

Общая информация

Номер материала: ДБ-1129210

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Источник