СР-8. Архимедова сила. Плавание тел
Вариант 1
- В какой воде и почему легче плавать: в морской или речной?
- Какая требуется сила, чтобы удержать в воде мраморную плиту массой 1 т?
Вариант 2
- Металлический брусок погрузили в жидкость один раз полностью, другой — наполовину. Одинаковая ли выталкивающая сила действует на брусок в этих случаях?
- Плавающий на воде деревянный брусок вытесняет воду объемом 0,72 м3, а погруженный в воду целиком — 0,9 м3. Определите выталкивающие силы, действующие на брусок в обоих случаях. Объясните, почему эти силы различны.
Вариант 3
- Два одинаковых шарика погружены в разные жидкости (рис. 68). На какой шарик действует большая архимедова сила? Почему?
- Тело массой 300 г имеет объем 200 см3. Утонет ли это тело в нефти? Какова архимедова сила, действующая на него?
Вариант 4
- В воду опустили две детали, одинаковые по форме и равные по объему (рис. 69). Равны ли архимедовы силы, действующие на них? Почему?
- Железобетонная плита размером 4 x 0,3 x 0,25 м погружена в воду на половину своего объема. Какова архимедова сила, действующая на нее?
Вариант 5
- Используя таблицу плотностей некоторых твердых тел, укажите, какие металлы будут плавать в ртути, а какие — тонуть.
- Определите объем куска меди, на который при погружении в бензин действует выталкивающая сила 1,4 Н.
Вариант 6
- На поверхности воды в ведре плавает пустая кастрюля. Изменится ли уровень воды в ведре, если кастрюлю утопить? Ответ обоснуйте.
- Какую силу надо приложить, чтобы удержать в воде камень, вес которого в воздухе 100 Н? Плотность камня 2600 кг/м3.
Вариант 7
- Почему нельзя гасить горящий керосин, заливая его водой?
- Льдина весом 20 кН плавает в воде. Определите выталкивающую силу, действующую на льдину. Какая часть объема льдины видна над поверхностью воды?
Вариант 8
- Почему выталкивающая сила, действующая на одно и то же тело, в газах во много раз меньше, чем в жидкостях?
- На судно погрузили 200 т нефти. На сколько изменился объем подводной части судна?
Вариант 9
- Сосновый и пробковый шарики равного объема плавают на воде. Какой из них глубже погружен в воду? Почему?
- Какой наибольший груз может выдержать на поверхности воды пробковый пояс весом 40 Н, погруженный в воду?
Вариант 10
- Кусок мрамора и медная гиря имеют одинаковую массу. Какое из этих тел легче удержать в воде и почему?
- Определите выталкивающую силу, действующую на стальной брусок массой 350 г, погруженный в воду.
СР–10. Энергия
Вариант 1
- На одной и той же высоте находятся кусок алюминия и кусок свинца одинакового объема. Сравните их потенциальные энергии.
- Автомобиль спускается с горы с выключенным двигателем. За счет какой энергии движется при этом автомобиль?
Вариант 2
- Почему тяжелая автомашина должна иметь более сильные тормоза, чем легкая?
- Почему иногда автомобиль не может въехать на гору, если он у начала подъема не сделал разгон (не приобрел значительной скорости)?
Вариант 3
- На легкоатлетических соревнованиях спортсмены толкают ядро. Мужчины — ядро массой 7 кг, женщины — ядро массой 4 кг. Какое ядро обладает большей кинетической энергией при одинаковой скорости полета?
- Два одинаковых тела двигаются со скоростями 36 км/ч и 40 км/ч соответственно. Какое из них обладает большей кинетической энергией?
Вариант 4
- За счет какой механической энергии увеличивается скорость стрелы, вылетевшей из лука?
- Каков физический смысл пословицы: «Что тратишь, поднимаясь в гору, вернешь на спуске»?
Вариант 5
- Резиновый мяч упал на пол и отскочил вверх. Какие превращения механической энергии произошли при этом?
- В какой реке — горной или равнинной — каждый кубометр текущей воды обладает большей кинетической энергией?
Глава 3. Давление твёрдых тел. жидкостей и газов§ 41. Сообщающиеся сосуды
На рисунке 116 изображены два сосуда, соединённые между собой резиновой трубкой. Такие сосуды называют сообщающимися. Лейка, чайник, кофейник — примеры сообщающихся сосудов (рис. 117). Из опыта мы знаем, что вода, налитая, например, в лейку, стоит всегда в резервуаре лейки и в боковой трубке на одном уровне.
Рис. 117. Сообщающиеся сосуды
С сообщающимися сосудами можно проделать следующий простой опыт. В начале опыта (рис. 116, а) резиновую трубку в середине зажимают и в одну из трубок наливают воду. Затем зажим открывают, и вода начинает перетекать в другую трубку до тех пор, пока поверхности воды в обеих трубках не установятся на одном уровне (рис. 116, б). Можно закрепить одну из трубок в штативе, а другую поднимать, опускать или наклонять в стороны. И в этом случае, как только жидкость успокоится, её уровни в обеих трубках будут одинаковыми (рис. 116, в).
Рис. 116. Установление уровня жидкости в сообщающихся сосудах
В сообщающихся сосудах любой формы и сечения поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне (при условии, что давление воздуха над жидкостью одинаково) (рис. 118).
Рис. 118. Прибор, демонстрирующий установление уровня жидкости в сообщающихся сосудах
Это можно обосновать следующим образом. Жидкость покоится, не перемещаясь из одного сосуда в другой (см. рис. 116). Значит, давления в обоих сосудах на любом уровне одинаковы. Жидкость в обоих сосудах одна и та же, т. е. имеет одинаковую плотность. Следовательно, должны быть одинаковы и её высоты. Когда мы поднимаем один сосуд или доливаем в него жидкость, то давление в нём увеличивается и жидкость перемещается в другой сосуд до тех пор, пока давления не станут одинаковыми.
Примером сообщающихся сосудов могут служить шлюзы, которые воздвигают для прохода судов в обход плотин гидроэлектростанций, или каналы, соединяющие реки (рис. 122).
Рис. 122
Если в один из сообщающихся сосудов налить жидкость одной плотности, а во второй — другой, то при равновесии уровни этих жидкостей не будут одинаковыми. И это понятно. Мы ведь знаем, что давление жидкости на дно сосуда прямо пропорционально высоте столба и плотности жидкости. А в этом случае плотности жидкостей различны, поэтому высоты столбов этих жидкостей будут различны.
При равенстве давлений высота столба жидкости с большей плотностью будет меньше высоты столба жидкости с меньшей плотностью (рис. 119).
Рис. 119. Установление уровня жидкостей разной плотности
Вопросы:
1. Какие примеры сообщающихся сосудов вы можете привести?
2. Как располагаются поверхности однородной жидкости в сообщающихся сосудах?
3. Как располагаются поверхности разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах?
Упражнения:
Упражнение № 18
1. На рисунке 120 показано водомерное стекло парового котла, где 1 — паровой котёл, 2 — краны, 3 — водомерное стекло. Объясните действие этого прибора.
Рис. 120
2. На рисунке 121 изображён артезианский колодец в разрезе. Почва, суглинок и песок легко пропускают воду. Глина и известняк, наоборот, водонепроницаемы. Объясните действие такого колодца.
Рис. 121
3. Докажите, что в сообщающихся сосудах высоты столбов над уровнем раздела двух разнородных жидкостей (см. рис. 119) обратно пропорциональны плотностям жидкостей.
Указание. Используйте формулу для расчёта давления жидкости.
4. Изменится ли расположение жидкости (см. рис. 116), если правый сосуд будет шире левого; у́же левого; если сосуды будут иметь разную форму?
Задания:
1. Подумайте, как можно простым способом устроить фонтан где-нибудь в парке или во дворе. Начертите схему такого устройства и объясните принцип его действия. Изготовьте модель фонтана.
Рис. 123
2. На рисунке 122,а дана схема устройства шлюза, а на рисунке 122,б — схема шлюзования судов. Рассмотрите рисунки и объясните принцип действия шлюзов. Какое явление используется в работе шлюзов?
3. В два сосуда налита вода (рис. 123). В каком сосуде давление воды на дно больше и на сколько, если h1 = 40 см, a h2 = 10 см? В каком направлении и до каких пор будет переливаться вода, если открыть кран?
Предыдущая страницаСледующая страница
СР-7. Давление в жидкостях и газах
Вариант 1
- Под колоколом воздушного насоса находится сосуд, закупоренный пробкой. Почему при интенсивном выкачивании воздуха из–под колокола пробка может вылететь (рис. 67)?
- Определите глубину погружения батискафа, если на его иллюминатор площадью 0,12 м2 давит вода с силой 1,9 МН.
Вариант 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?
- Какое давление должен иметь пожарный насос, чтобы подавать воду на высоту 80 м?
Вариант 3
- Почему при закачивании воздуха в шину автомобиля с каждым разом становится все труднее двигать ручку насоса?
- Длина аквариума 40 см, ширина 20 см, высота 30 см. С какой силой вода оказывает давление на дно аквариума?
Вариант 4
- Из баллона выпустили половину газа. Как изменилось давление газа в баллоне? Объясните почему.
- Манометр, установленный на батискафе, показывает, что давление воды составляет 9,8 МПа. Определите глубину погружения батискафа.
Вариант 5
- Почему мяч, вынесенный из комнаты на улицу зимой, становится слабо надутым?
- Какое давление на дно сосуда оказывает слой керосина высотой 25 см?
Вариант 6
- В двух одинаковых закрытых сосудах находится газ равной массы. Один из этих сосудов стоит в теплом помещении, а другой — в холодном. В каком из сосудов давление газа меньше? Почему?
- Определите, с какой силой давит воздух на крышу дома длиной 50 м и шириной 10 м при нормальном атмосферном давлении.
Вариант 7
- Почему при проколе камеры велосипедного колеса давление воздуха в ней уменьшается?
- Атмосферное давление на Воробьевых горах 748 мм рт. ст., а на уровне Москвы–реки 775 мм рт. ст. Вычислите высоту Воробьевых гор.
Вариант 8
- Почему взрыв снаряда в воде губителен для живущих в воде организмов?
- На какой глубине движется подводная лодка, если на крышку выходного люка, имеющего площадь 3000 см2, вода давит с силой 618 кН?
Вариант 9
- Почему на верхних этажах зданий напор воды в кранах водопровода меньше, чем на нижних?
- Цилиндр высотой 50 см заполнен до краев водой. На расстоянии 20 см от дна в цилиндре вмонтирован кран. Под каким давлением вытекает вода из крана?
Вариант 10
- Почему, когда мы втягиваем ртом воду через соломинку, вода поднимается вверх?
- На какой глубине в пруду давление в 2 раза больше атмосферного?
8 класс
Тепловые явления
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938