Задачи по физике с давлением в сосуде
Давление в жидкости и газе. Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда
Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.
405. Поднимающиеся со дна водоема пузырьки воздуха увеличиваются в объеме по мере приближения к поверхности. Почему?
С приближением к поверхности, давление воды на пузырек падает.
406. Воду из узкого высокого стакана перелили в широкую кастрюлю. Как изменилось давление воды на дно?
Давление уменьшилось, поскольку уменьшилась высота водяного столба.
407. На рисунке 44 изображен старинный опыт: в крышку бочки, наполненную доверху водой, была вставлена высокая узкая трубка. Когда в трубку налили воды, бочка разорвалась. Объясните, почему небольшое количество воды, которую пришлось налить в трубку, могло разорвать бочку?
Давление на стенки бочки будет зависеть от плотности жидкости и высоты водяного столба и не зависит от площади поперечного сечения сосуда.
408. В сосуд налили слой воды высотой 15 см. каково давление этого слоя на дно сосуда?
409. Чему равно давление воды на глубине 50 см?
410. Банка высотой 50 см наполнена водою. Определите давление на 1 см2 дна банки.
411. В мензурку, площадь дна которой 20 см2 , налита вода до высоты 10 см. сколько граммов воды налито? Чему равно давление воды на дно мензурки?
412. Высота уровня воды в водопроводе 10 м (рис.45). Одинаковы ли давления на стенки трубы на различных высотах? Каково давление воды у нижнего конца трубы?
413. Каково давление на дверцу в шлюзовых воротах на глубине 12 м (рис. 46)?
414. В стакан высотой 10 см налита доверху ртуть. Вычислить давление на дно стакана.
415. Вычислите давление столбика ртути высотой 76 см.
416. Поршневой насос может произвести давление 5·105 Па. На какую высоту можно поднять воду этим насосом?
417. В трех сосудах налита вода до одной и той же высоты (рис. 47). В каком сосуде налито больше воды? В каком сосуде больше давление на дно?
Давление во всех сосудах на дно одинаково.
418. Внутрь жидкости погружен брусок (рис 48). Одинаковые ли давления испытывают боковые стенки бруска (левая и правая, передняя и задняя)? Одинаковые ли давления испытывают верхняя и нижняя грани бруска?
Боковые стенки испытывают одинаковое давление; верхняя и нижняя – разное.
419. Рассмотрите рисунок 48. Высота погруженного бруска АК=5 см. На сколько больше давление на грани MNKL, чем на ABCD, если брусок помещен в воду на глубину 12 см (до нижней грани)?
420. Если в подводной части судна появилась пробоина, то на эту пробоину накладывают «пластырь» — кусок паруса, который давлением воды прижимается к корпусу судна и не пропускает в пробоину воду. Определите силу, с которой прижимается пластырь, если площадь пробоины 0,5 м2 , а глубина, на которой сделана пробоина , 2 м.
421. В сталелитейном производстве «изложницей» называется чугунный стакан без дна, в который выливают Расплавленный металл (рис. 49). Верхнее отверстие изложницы немного меньше нижнего для того, чтобы можно было изложницу снять с отвердевшего слитка, когда остынет металл. Чтобы металл снизу не выливался, изложницы ставят на плоское основание и делают их очень массивными. На рисунке 49 слева изображена изложница, справа — подъем изложницы с отлитого слитка.
Определите силу давления, которую производит на подложку изложницы налитый чугун, если высота изложницы 1,5 м, а площадь нижнего основания 1600 см2. Плотность чугуна 7,2 г/см3.
422. Для спуска водолаза на очень большую глубину применяется специальный металлический скафандр (рис . 50). Какую силу давления должен выдержать этот скафандр на глубине 300 м, если общая поверхность скафандра составляет 2,5 м2 ?
423. Для выпуска расплавленного металла из литейного ковша делают на дне ковша отверстие, закрываемое специальной пробкой из огнеупорного металла. Определите давление расплавленной стали на пробку, если высота налитого металла 2 м, а плотность расплавленной стали 7,3 г/см³.
424. Как велика должна быть высота столба ртути и столба спирта, если этот столб производит давление в 105 Па?
425. Определите давление воды на стенки котла водяного отопления, если высота труб 20 м?
426.Вычислите разность давлений в трубах водопровода на нижнем этаже здания и на этаже, расположенном выше на 15 м?
427. Батискаф спустился в море на глубину в 50 м. Каково давление на поверхность батискафа на данной глубине?
428. Давление в водопроводе 4·105 Па. С какой силой давит вода на пробку, закрывающую отверстие трубы, если площадь отверстия 4 см2 ?
429. Давление в трубах водопровода 4·105 Па. На какую высоту будет бить вода из пожарной трубы, присоединенной к этому водопроводу, если не принимать во внимание сопротивление воздуха и трение воды в трубах?
430. Человек стоит на кожаном мешке с водой (рис. 51). Рассчитайте, на какую высоту поднимается вода в трубке, если масса человека 75 кг, площадь соприкасающаяся с мешком поверхности платформы 1000 см2.
Источник
Решение задач «Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда».
урок помогает расчитать давления жидкости на дно сосуда
Просмотр содержимого документа
«Решение задач «Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда».»
Учебник: «Физика 7 класс», Перышкин А.В.
Тема: Решение задач «Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда».
Активизировать знания учащихся о причинах возникновения давления жидкости;
Способствовать закреплению знаний учащихся по применению формулы расчёта давления жидкости на дно и стенки сосуда;
Развить навыки логического мышления, умение обосновывать свои высказывания, делать выводы, выделять главное, представлять информацию о различных знаковых системах;
Развивать у учащихся интерес к познанию законов природы и их применению;
Создавать условия для приобретения убеждённости учащихся в познаваемости окружаемого мира.
Тип урока: урок – закрепление.
Формы работы учащихся: беседа, коллективное обсуждение результатов эксперимента, самостоятельная работа.
Техническое оборудование: сосуд стремя отверстиями, ванночка под воду; интерактивная доска.
Здравствуйте ребята. Я рада видеть вас. Надеюсь, что урок будет интересным и плодотворным.
Давайте проведём следующий эксперимент:
— Почему вода вытекает из сосуда?
— Сравните струи воды?
— Объясните, почему они разные?
— По какой формуле можно рассчитать давление производимое на дно и стенки сосуда?
— От чего зависит давление жидкости?
— От каких величин давление жидкости не зависит?
3) Постановка учебной задачи.
Проблема: А нужно ли знать людям, чему равно давление жидкости на разных глубинах, на дно, на стенки сосуда?
(Выслушиваем ответы учащихся)
Открываем тетради, записываем тему урока «Решение задач по теме «Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда».
Определение: Давление, оказываемое неподвижной жидкостью называется гидростатическим.
Гидростатика – закон механики, в котором изучается равновесие жидкости и воздействие покоящейся жидкости на погружённые в неё тела.
Зная формулу давления жидкости на дно и стенки сосуда можно определить hи.
P= gh следовательно h= p/ gи = p/ gh
А) Сравните давление в этих сосудах, если площадь дна сосудов одинакова.
Б) У какой жидкости давление на дно больше?
2) Расчётные задачи.
А) На какой глубине давление воды в море равно 412 кПа?
Б) Французский ныряльщик Лоик Леферм 20 октября 2004 года установил рекорд погружения на глубину 171 м без специального оборудования с задержкой дыхания до 7 минут. Определите давление на этой глубине.
6) Подведение итогов урока.
Учащиеся отвечают на вопросы:
О чем вы сегодня узнали на уроке?
Что научились делать?
Какие есть вопросы?
7) Домашнее задание: задание 8(2).
Человек начал осваивать подводный мир ещё в глубокой древности. В Древней Греции ныряльщики доставали из-под воды губки и участвовали в военных операциях.
В Японии одной из древнейших профессий является профессия ловца жемчуга.
Сейчас решается множество практических важных задач – это разведка залежей полезных ископаемых, работ по подъему судов, работы связанные с прокладкой туннелей, поднятие затонувших кораблей и т.д.
Источник
Урок решения задач по теме «Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда»
Разделы: Физика
Цели урока:
- Образовательные:
- систематизировать материал по теме;
- осуществить коррекцию знаний;
- закрепить полученные знания на примерах решения задач.
- Воспитательные: воспитание личностных качеств, обеспечивающих успешность исполнительской и творческой деятельности учащихся.
- Развивающие:
- развитие устной речи учащихся;
- развитие творческих навыков;
- развитие логической памяти.
План урока:
- Организационный момент.(1мин.)
- Актуализация знаний.(5мин.)
- Закрепление материала.(20 мин.)
- Контроль знаний.(15мин.)
- Рефлексия. (2мин.)
- Домашнее задание.(2 мин.)
Ход урока
(На партах учащихся лежат рабочие карты урока, в которых представлены две самостоятельные работы и критерии выставления оценки; две ручки с разными стержнями, например синий и зеленый; таблицы плотностей веществ, учебники и тетради).
Приветствие. Напоминание как заполняем рабочую карту урока. (Приложение 1) Создание положительной мотивации урока.
- Актуализация знаний.
Выполнение самостоятельной работы № 1, предложенной в рабочей карте урока.(Приложение 1).
Проверка с.р. №1 (можно провести самопроверку или взаимопроверку), согласно представленным ответам (записанным заранее на доске) и оценка работы с использованием критериев оценки.
Выяснить какое количество учащихся поставили “5”, “4”, “3” и ничего не поставили.
- Закрепление материала.
На доске и в тетрадях записываем число, название темы урока
- Решение качественных задач.
- № 1. Под колоколом воздушного насоса находится сосуд, закупоренный пробкой. Почему при интенсивном выкачивании воздуха из-под колокола пробка может вылететь?
- № 2. Если стрелять в пустой стакан, то пуля пробьет только два отверстия. При попадании пули в стакан, наполненный водой, он разбивается на мелкие части. Почему?
- № 3. Какая из жидкостей вода или керосин оказывает меньшее давление на дно сосуда одинаковой формы, если уровень жидкостей одинаков? Если масса жидкостей одинакова?
- № 4. Куда бы вы перелили сок из литровой банки, чтобы его давление на дно сосуда стало больше: в пятилитровую кастрюлю, или в литровую бутылку? Почему?
- Решение расчетных задач.
- № 1. На рисунке представлен график зависимости давления внутри жидкости от глубины (глубина отсчитывается от поверхности жидкости). Определите, для какой жидкости построен этот график.
- № 2. Какое давление на дно канистры оказывает находящееся в ней машинное масло, если высота слоя равна 50 см?
- № 3. Манометр, установленный на батискафе, показывает, что давление воды составляет 9,8 МПа. Определите глубину погружения батискафа.
- № 4. Длина аквариума 40 см, ширина 20 см, высота 30 см. С какой силой вода оказывает давление на дно аквариума?
Фронтально обобщаем:
- закон Паскаля;
- почему возникает гидростатическое давление;
- от каких величин зависит давление жидкости на дно и стенки сосуда;
- по какой формуле рассчитывается давление жидкости на дно сосуда?
- Контроль знаний.
Выполнение самостоятельной работы № 2, предложенной в рабочей карте урока. (Приложение 1).
Проверка с.р. № 2, согласно заранее заготовленным ответам (на доске или на экране) и выставление отметок (самооценка или взаимооценка) с использованием критериев оценки. (В зависимости от наличия времени с.р. № 2 может проверять учитель).
Выяснить какое количество учащихся поставили “5”, “4”, “3”, ничего не поставили.
- Рефлексия.
- Какие задачи вызвали наибольшее затруднение?
- Что получилось? Что не получилось?
- Как оцениваете свою работу на уроке в целом?
Если с.р. № 2 оценивали учащиеся, то они выставляют себе общую оценку за урок (Приложение 1)
- Домашнее задание: §38; Упр.15 (3); Задание 8(2); стр.178 §5.
Источник
Источник
Слайд 1
Решение задач. Урок 37 1
Слайд 2
Проверка домашнего задания. 1. Определите давление на глубине 0,6 м в воде, керосине, ртути. р – ? g = 10 Н/ кг h = 0 ,6 м ρ в = 1000 кг/м 3 ρ к = 800 кг/м 3 ρ рт = 13600 кг/м 3 План: Решение: p = ρ . g . h P в = 1000 . 10 . 0 ,6 = = 6000 Па p к = 8 00 . 10 . 0 ,6 = = 4800 Па p рт = 136 00 . 10 . 0 ,6 = = 81 600 Па 2
Слайд 3
2. Вычислите давление на дно одной из глубочайших морских впадин, глубина которой 10 900 м. Плотность морской воды 1030 кг/м 3 . р – ? h = 10 900 м ρ в = 1030 кг/м 3 g = 10 Н/ кг План: p = ρ . g . h Решение: p = 10 3 0 . 10 . 10 900 = = 112 270 000 Па = = 112,27 МПа 3
Слайд 4
ОТВЕТЫ: А3; Б2; В 1 2345; В 2 16; Г1; Д1; Е11; Е21. Каково давление внутри жидкости … А. в условиях невесомости? Б. на Земле? 1. На разных уровнях давление одинаково. 2. На разных уровнях давление разное. 3. Давление отсутствует. В. От какого условия давление жидкости на дно 1). не зависит? 2). зависит? 1. От высоты столба. 4. От формы сосуда. 2. От массы жидкости. 5. От площади дна сосуда. 3. От объёма сосуда. 6. От плотности жидкости. Г. Как изменится давление на дно сосуда, если воду заменить ртутью той же высоты столба? Д. В сосуд, частично заполненный водой, опущен деревянный брусок. Как изменится давление воды на дно сосуда? Е. Давление газа на стенки сосуда 1) при уменьшении объёма; 2) увеличении температуры … 1. Увеличится. 2. Уменьшится. 3. Не изменится. 4
Слайд 5
Решение качественных задач. 1. Сравните вес жидкостей и давление на дно. 2. 5 3
Слайд 6
1 2 3. Изменится ли давление на дно, если из сосуда 2 перелить воду в сосуды 1 или 3? 3 Выбери ответы : 1) уменьшится; 2) не изменится; 3) увеличится. 6
Слайд 7
4. Одинаковое ли давление испытывают два водолаза на дне залива? 12 м 20м 7
Слайд 8
5. Сосуды с водой имеют равные площади дна. В каком из них давление воды на дно больше и во сколько раз? Давление, оказываемое столбом воды на дно, во втором сосуде в 2 раза больше, чем в 1. 8
Слайд 9
6. Сосуд с жидкостью наклонили. Одинаковое ли давление оказывает после этого жидкость на боковые стенки А и В в точках, лежащих на одном горизонтальном уровне? Да, одинаковое. По закону Паскаля давление на одном уровне по всем направлениям одинаково. 9
Слайд 10
7. Цилиндрические сосуды уравновешены на весах. Нарушится ли равновесие весов, если в них налить воды столько, что поверхность ее установится на одинаковом уровне от дна сосудов? Одинаково ли будет давление на дно сосудов? Да, равновесие весов нарушится, так как поперечное сечение правого сосуда больше, то и масса воды в правом сосуде будет больше, следовательно, правый сосуд перетянет. Давление же воды на дно сосудов будет одинаковое, поскольку давление в данном случае зависит от h (по условию h1 = h2). 10
Слайд 11
8. Уровень воды в сосудах одинаковый. Будет ли переливаться вода из одного сосуда в другой, если открыть кран? Нет. Жидкость из одного сосуда в другой переливаться не будет, так как уровень жидкости одинаковый, следовательно и давление на кран тоже одинаково. 11
Слайд 12
9. В полиэтиленовый мешок налита вода. Что показывают динамометры: давление или силы, действующие на столики динамометров? Стрелка правого динамометра закрыта листом бумаги. Каково показание правого динамометра? Будут ли изменяться показания динамометров, если воду в мешок доливать (выливать). Ответ обоснуйте. 12 Динамометры показывают силу давления жидкости на боковые стенки мешочка с водой. Показания их одинаковы и равны 70 Н. Если воду в мешок доливать, показания динамометров увеличатся, а если воду выливать, то показания уменьшатся.
Слайд 13
Учимся читать графики. 1. Определите по графику глубину погружения тела в озеро, соответствующую давлению воды 100, 300 и 500 кПа. h 1 = 10 м h 2 = 30 м h 3 = 50 м 13
Слайд 14
14 2. Определить по графику глубину погружения тела в озеро, которая соответствует давлению воды 250, 500, 625кПа . Каково давление воды на глубине 100 м? h 1 = 25 м h 2 = 5 0 м h 3 = 62,5 м р = 10 00 кПа
Слайд 15
3. Определить плотности жидкостей 1, 2, 3 по данным графиков(жидкости условны для простоты расчёта). 15
Слайд 16
Решение расчетных задач. 1. Аквариум наполнен доверху водой. С какой силой давит вода на стенку аквариума длиной 50 см и высотой 30 см? F ср = ? l = 50 см h = 30 см ρ в =1000 кг/м 3 g = 10 Н/ кг СИ 0,5 м 0,3 м Решение: ρ F ср = p ср . S P ср = p / 2 F ср = p . S 2 p = ρ . g . h S = l . h p = 1000 . 10 . 0 , 3 = 3 000 Па F ср = 3000 . 0 , 3 . 0,5 2 = 225 Н 16
Слайд 17
2. Определите высоту уровня воды в водонапорной башне, если манометр, установленный у ее основания, показывает давление 220 000 Па. h = ? p = 220 000 Па План: p = ρ . g . h h = p ρ . g ρ в =1000 кг/м 3 g = 10 Н/ кг Решение: h = 220 000 Па 1000 кг/м 3 . 10 Н/кг = = 22 м 17
Слайд 18
На рисунке изображена футбольная камера, соединённая с вертикальной трубкой, в которой находится вода. На камеру положена дощечка, а на неё – гиря массой 5 кг. Высота столба воды в трубке 1 м. Определить площадь соприкосновения дощечки с камерой. Ответ: 0,005 м 2 Р е ш е н и е: Давление столба воды, равное дав- лению воздуха внутри камеры, мож- но рассчитать по формуле p = ρ gh р = 10 Н/кг . 1000 кг/м 3. 1 м ≈ 10 кПа Давление дощечки на камеру составляет p = F д / S. Отсюда S = F д / p, где F д = mg. F д = 5 кг . 10 Н/кг ≈ 50 Н. S = 50 Н : 10 000 Па ≈ 0,005 м 2 = 50 см 2 18
Слайд 19
Вы знаете, что… А. давление в жидкостях и газах передаётся во все стороны без изменений, Б. давление на дно и стенки сосуда не зависит от его формы, В. давление жидкости на дно сосуда зависит от высоты столба жидкости, Г. давление на стенки сосуда с ростом высоты столба жидкости увеличивается, Д. величина давления зависит от плотности жидкости. Какими из приведённых ниже примеров Вы можете подтвердить эти особенности? 1.Если в стеклянную трубку с резиновым дном наливать воду, то с Ростом высоты столба жидкости плёнка будет прогибаться больше. 2. Бумажный стаканчик из-под мороженного не разрывается, если Налить воду, а если ртуть – рвётся. 3. В верхних частях высоких водонапорных башен трубы имеют более тонкие стенки, чем водопроводные трубы внизу. 4. Футбольная камера и мыльные пузыри принимают форму шаров. 5. Дно ведра и кувшина испытывают одинаковое давление, если вода в них налита до одного уровня. Ответы: А4; Б5; В1; Г3; Д2. 18
Слайд 20
Домашнее задание. Задачи № 688, 692 Спасибо за работу!
Источник
Задачи по физике на давление жидкости в сообщающихся сосудах
Формулы, используемые на уроках «Задачи на давление жидкостей и газов».
Название величины
Обозначение
Единица измерения
Формула
Высота столба жидкости
h = p / (pg)
Плотность жидкости
кг/м 3
p = p / (gh)
Давление
p = pgh
Постоянная
g ≈ 10 Н/кг
Физика 7 класс: все формулы и определения МЕЛКО на одной странице
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1. Определить давление бензина на дно цистерны, если высота столба бензина 2,4 м, а его плотность 710 кг/м 3
Задача № 2. Какая жидкость находится в сосуде, если столб высотой 0,3 м оказывает давление 5400 Па ?
Задача № 3. Плотность спирта 800 кг/м 3 . Какова будет высота столба спирта при давлении 2,4 кПа?
Задача № 4. В цилиндре с маслом на поршень действует сила 40 Н. Чему равна сила давления на внутреннюю поверхность цилиндра площадью 8 дм 2 ? Площадь поршня 2,5 см 2 . Вес масла не учитывайте.
Задача № 5. Вычислите давление и силу давления керосина на дно бака площадью 50 дм 2 , если высота столба керосина в баке 40 см.
Задача № 6. Площадь малого поршня гидравлического пресса равна 10 см 2 , большого — 50 см 2 . На малый поршень поместили гирю массой 1 кг. Какой груз нужно поместить на большой поршень, чтобы жидкость осталась в равновесии?
Задача № 7. Рыба камбала находится на глубине 1200 м и имеет площадь поверхности 560 см 2 . С какой силой она сдавливается водой?
Задача № 8. На какой глубине давление воды в море равно 412 кПа?
Задача № 9 (повышенной сложности). Брусок массой m = 2 кг имеет форму параллелепипеда. Лежа на одной из граней, он оказывает давление p1 = 1 кПа, лежа на другой — давление 2 кПа, стоя на третьей — давление 4 кПа. Каковы размеры бруска?
ОТВЕТ: 5 см х 10 см х 20 см.
РЕШЕНИЕ. Обозначим размеры бруска а, b, с, где а > b > с. Тогда из условия следует, что b = а/2, с = а/4, p1 = mg/(ab) = 2mg/a 2 . Отсюда
, а = 20 см.
Задача № 10 (олимпиадный уровень). Оцените массу атмосферы Земли (радиус Земли R = 6400 км)
ОТВЕТ: примерно 5 • 10 18 кг
РЕШЕНИЕ. Вес атмосферы равен силе давления воздуха на всю поверхность Земли, площадь которой S = 4πR 2 . Следовательно, mg = ра • 4πR 2 , где ра = 10 5 Па — атмосферное давление. Отсюда m = 4πR 2 ра /g = 5 • 10 18 кг. Эта величина составляет менее одной миллионной части полной массы нашей планеты. Такая простая оценка массы атмосферы возможна потому, что основная часть атмосферы сосредоточена на высотах, малых по сравнению с радиусом Земли. Поэтому можно считать, что вес атмосферы равен mg, где g — ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли.
Теория для решения задач.
Давление жидкости на покоящееся в ней тело называют гидростатическим давлением. Гидростатическое давление на глубине h равно р = ратм + p*g*h
Закон Паскаля. Жидкость и газ передают оказываемое на них давление во всех направлениях одинаково.
Конспект урока «Задачи на давление жидкостей».
Источник
23. Давление в жидкостях. Сообщающиеся сосуды
Сборник задач по физике, Лукашик В.И.
505. Сосуд с водой имеет форму, изображенную на рисунке 132. Одинаково ли давление воды на боковые стенки сосуда на уровне аб?
На уровне ab давление воды на боковые стенки одно и то же (см. рис. 132).
506. Цилиндрические сосуды уравновешены на весах (рис. 133). Нарушится ли равновесие весов, если в них налить воды столько, что поверхность ее установится на одинаковом уровне от дна сосудов? Одинаково ли будет давление на дно сосудов?
Равновесие весов нарушается, так как в разных сосудах различная масса воды. Давление на дно сосуда будет одинаковым, так как высота столба воды в обоих сосудах одна и та же (см. рис. 133)
507. Цилиндрические сосуды уравновешены на весах (см. рис. 133). Мальчик налил в оба сосуда воду одинаковой массы. Нарушилось ли равновесие весов? Одинаково ли будет давление воды на дно сосудов?
Равновесие весов не нарушилось. Давление воды на дно сосуда будет различным, так как уровень налитой воды будет различным (см. рис. 133).
508. В цилиндрический сосуд, частично заполненный водой, опустили деревянный брусок. Изменилось ли давление воды на дно сосуда?
Давление воды на дно увеличилось, так как при опускании в воду деревянного бруска ее уровень поднялся.
509. В трех сосудах с одинаковой площадью дна налита вода до одного уровня (рис. 134). В каком сосуде налито больше воды? Одинаково ли давление на дно в этих сосудах? Почему?
Воды налито больше в крайнем левом сосуде. Давление на дно будет одинаковым во всех трех сосудах, так как везде вода налита до одного уровня (см. рис. 134).
510. Уровень воды в сосудах одинаковый (рис. 135). Будет ли переливаться вода из одного сосуда в другой, если открыть кран?
При открывании крана вода из одного сосуда в другой переливаться не будет, так как уровень воды в сосудах будет одинаковый, а следовательно давление воды на любом уровне так же одинаково (см. рис. 135).
511. Уровень жидкостей в сосудах (см. рис. 135) одинаковый. В левом налита вода, в правом — керосин. Одинаковы ли давления на дно? Одинаковы ли давления на кран? Будет ли переливаться жидкость из одного сосуда в другой, если открыть кран?
Давление воды на дно и на кран больше, чем давление керосина. Объясняется это тем, что плотность воды больше плотности керосина. Если кран открыть, то вследствие разности давлений вода потечет в сосуд с керосином (см. рис. 135).
512. В левой части сосуда над жидкостью находится воздух (рис. 136). Какую высоту столба жидкости следует учитывать при расчете давления на дно сосуда: высоту Н или высоту H1? Ответ объясните.
513. В полиэтиленовый мешок налита вода (рис. 137). Что показывают динамометры: давление или силы, действующие на столики динамометров? Стрелка правого динамометра закрыта листом бумаги. Каково показание правого динамометра? Будут ли изменяться показания динамометров, если воду в мешок доливать (выливать)? Ответы обоснуйте.
Динамометры показывают силы давления жидкости на боковые стенки сосуда с водой. Показания их одинаковы и равны 70Н. Если воду в мешок доливать, то показания динамометров увеличатся, а если воду выливать, то уменьшатся, т.к. увеличится либо уменьшится давление столба жидкости (см. рис.137).
514. Одинаково ли давление воды на дно сосудов (рис. 138)? Чему равно это давление? Изменится ли давление, если воду заменить керосином? Чему оно будет равно в этом случае?
515. Высота столба воды в стакане 8 см. Какое давление на дно стакана оказывает вода? Какое давление оказывала бы ртуть, налитая до того же уровня?
516. Какое давление на дно сосуда оказывает слой керосина высотой 0,5 м?
517. В цилиндрический сосуд налиты ртуть, вода и керосин. Определите общее давление, которое оказывают жидкости на дно сосуда, если объемы всех жидкостей равны, а верхний уровень керосина находится на высоте 12 см от дна сосуда.
518. Сосуды с водой имеют равные площади дна (рис. 139). В каком из них избыточное давление воды на дно (без учета атмосферного давления) больше и во сколько раз?
519. Водолаз в жестком скафандре может погружаться в море на глубину 250 м, искусный ныряльщик — на глубину 20 м. На сколько и во сколько раз отличаются давления воды на этих глубинах?
520. Рассчитайте давление воды: а) на самой большой глубине Тихого океана — 11 035 м; б) на наибольшей глубине Азовского моря — 14 м (плотность воды в нем принять равной 1020 кг/м3).
521. Определите по графику (рис. 140) глубину погружения тела в озеро, соответствующую давлению воды 100, 300 и 500 кПа.
10 м; 30 м; 50 м (рис. 140).
522. Аквариум наполнен доверху водой. С какой силой давит вода на стенку аквариума длиной 50 см и высотой 30 см?
523. В аквариум высотой 32 см, длиной 50 см и шириной 20 см налита вода, уровень которой ниже края на 2 см. Рассчитайте: а) давление воды на дно; б) вес воды; в) силу, с которой вода действует на стенку шириной 20 см.
524. Ширина шлюза 10 м. Шлюз заполнен водой на глубину 5 м. С какой силой давит вода на ворота шлюза?
525. В цистерне, заполненной нефтью, на глубине 3 м имеется кран, площадь отверстия которого 30 см2. С какой силой давит нефть на кран?
526. Прямоугольный сосуд вместимостью 2 л наполовину наполнен водой, а наполовину керосином, а) Каково давление жидкостей на дно сосуда? б) Чему равен вес жидкостей в сосуде? Дно сосуда имеет форму квадрата сo стороной 10 см.
527. Определите силу, с которой действует керосин на квадратную пробку площадью поперечного сечения 16 см2, если расстояние от пробей до уровня керосина в сосуде равно 400 мм (рис. 141).
528. Какую силу испытывает каждый квадратный метр площади поверхности водолазного костюма при погружении в морскую воду на глубину 10 м?
529. Плоскодонная баржа получила пробоину в дне площадью 200 см2. С какой силой нужно давить на пластырь, которым закрывают отверстие, чтобы сдержать напор воды на глубине 1,8 м? (Вес пластыря не учитывать.)
530. Определите высоту уровня воды в водонапорной башне, если манометр, установленный у ее основания, показывает давление 220000 Па.
531. На какой глубине давление воды в море равно 412 кПа?
532. Напор воды в водокачке создается насосом. Определите на какую высоту поднимается вода, если давление, созданное насосом, равно 400 кПа?
533. Брусок размером 0,5×0,4×0,1 м находится в баке с водой на глубине 0,6 м (рис. 142). Вычислите: а) с какой силой вода давит на верхнюю грань бруска; б) на нижнюю грань бруска; в) сколько весит вода, вытесненная бруском.
534. Произведите расчет, взяв данные предыдущей задачи, предполагая, что воду заменили керосином.
535. Используя результаты двух предыдущих задач, вычислите, на сколько сила, действующая на тело снизу, больше силы, действующей на тело сверху: а) в воде; б) в керосине. Сравните полученные результаты с весом вытесненной воды и с весом вытесненного керосина.
536. Один из кофейников, изображенных на рисунке 143, вмещает больше жидкости, чем другой. Укажите какой и объясните.
Правый кофейник вмещает больше жидкости, чем левый, гак как у него кончик носика находится выше.
537. Точкой А обозначен уровень воды в левом колене трубки (рис. 144). Сделайте рисунок и на нем отметьте точкой В уровень воды в правом колене трубки.
538. В сообщающиеся сосуды налита вода. Что произойдет и почему, если в левый сосуд долить немного воды (рис. 145); в средний сосуд долить воды (рис. 146)?
Уровень воды увеличится во всех сосудах на одинаковую высоту. Таким образом, уровни снова выравнятся (рис. 145, 146).
539. Справедлив ли закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости? Объясните почему.
Закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости не действует, так как жидкости в состоянии невесомости не обладают весом и потому не оказывают давления на дно сосудов.
540. Как при помощи сообщающихся сосудов проверить, горизонтально ли нанесена филенка (линия, отделяющая окраску панели от верхней части стены)?
Нужно взять длинную тонкую резиновую трубку, вставить стеклянные трубки на концах, залить эту систему водой, а концы стеклянных трубок подвести к филенке. Используя свойство сообщающихся сосудов, пройтись с одной из стеклянных трубок вдоль стены.
541. Объясните действие фонтана (рис. 147).
Действие фонтана объясняется тем, что давление жидкости в верхнем конце правой трубки будет больше атмосферного, так как уровень воды в этой трубке меньше уровня воды в левой трубке.
542. В левом колене сообщающихся сосудов налита вода, в правом — керосин (рис. 148). Высота столба керосина 20 см. Рассчитайте, на сколько уровень воды в левом колене ниже верхнего уровня керосина.
543. В сообщающихся сосудах находятся ртуть и вода (рис. 149). Высота столба воды 68 см. Какой высоты столб керосина следует налить в левое колено, чтобы ртуть установилась на одинаковом уровне?
544. В сообщающихся сосудах находилась ртуть. Когда в правую трубку налили слой керосина высотой 34 см, то уровень ртути в левой трубке поднялся на 2 см. Какой высоты следует налить слой воды в левую трубку, чтобы ртуть в трубках установилась на одинаковом уровне (рис. 149)?
545. В сообщающихся сосудах находятся ртуть, вода и керосин (рис. 150). Какова высота слоя керосина, если высота столба воды равна 20 см и уровень ртути в правом колене ниже, чем в левом, на 0,5 см?
Источник
Источник