Задание 6 ЕГЭ по физике

Механика. Изменение физических величин в процессах

В. З. Шапиро

В этом задании нужно определить, как меняются физические величины в различных ситуациях. Темы могут варьироваться по всем разделам механики.

1. Подвешенный на пружине груз совершает свободные вертикальные гармонические колебания. Пружину заменили на другую, жёсткость которой меньше, оставив массу груза и амплитуду колебаний неизменными. Как при этом изменятся частота свободных колебаний груза и его максимальная скорость?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Период свободных колебаний пружинного маятника определяется по формуле  Замена пружины на пружину с меньшей жёсткостью приведёт к росту периода. Так как то частота колебаний уменьшится. Максимальная скорость груза определяется из закона сохранения и превращения механической энергии.

Скорость уменьшится.

Ответ: 22.

Форма вопросов в заданиях может быть различной. Но правильные ответы базируются на умении определять, как изменятся одни физические величины при изменении других.

2. Искусственный спутник Земли перешёл с одной круговой орбиты на другую, на новой орбите скорость его движения меньше, чем на прежней. Как изменились при этом потенциальная энергия спутника в поле тяжести Земли и его период обращения вокруг Земли?

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. 

Эту задачу можно решить, используя простые рассуждения. Так как при переходе на другую орбиту скорость спутника уменьшилась, то его притяжение к Земле стало также меньше. Следовательно, он отдалился от поверхности Земли на большее расстояние. Радиус новой орбиты больше, поэтому потенциальная энергия увеличивается. Обращение вокруг Земли стало медленнее, поэтому период также возрастает.

Ответ: 11.

Секрет решения: Движение ИСЗ (искусственного спутника Земли) связано с притяжением Земли. В этой теме много сложных для запоминания формул. Выводы большинства этих формул основываются на знаниях закона всемирного тяготения и понятия центростремительной силы. Равенство силы всемирного тяготения и центростремительной силы позволяет упростить запоминание «тяжелых» формул.

3. На поверхности воды плавает брусок из древесины плотностью 500 кг/м³. Брусок заменили на другой брусок той же массы и с той же площадью основания, но изготовленный из древесины плотностью 700 кг/м³. Как при этом изменились глубина погружения бруска и действующая на него сила Архимеда?

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.

Ключевым моментом в подобных задачах является равенство силы тяжести и силы Архимеда. При выполнении этого условия тела плавают на поверхности жидкости. Так как в обоих случаях масса не изменилась, то сила тяжести и сила Архимеда также не изменились.

Глубину погружения можно выразить из формулы для силы Архимеда.

Из последней формулы видно, что все физические величины остались без изменения. Поэтому глубина погружения не изменилась.

Ответ: 33.

Секрет решения: При рассмотрении задач на плавание тел надо приравнивать силу Архимеда и силу тяжести. Надо помнить, что в формуле для выталкивающей силы используется плотность жидкости (а не тела) и объем погруженной части тела (а не весь объем тела).

Гидростатика. Импульс — Физика — Подготовка к ЕГЭ

На этом занятии будут рассмотрены задачи по теме: «Закон Архимеда. Условие плавания тел».

А также повторим тему: «Импульс материальной точки. Импульс системы тел. Закон изменения импульса».

Задания по теме для самостоятельного решения

Задание 1

(4 балла)

На поверхности воды плавает сплошной деревянный брусок. Как изменятся масса вытесненной воды и сила Архимеда, действующая на брусок, если его заменить сплошным бруском той же плотности и высоты, но большей массы?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Ответ запишите в виде комбинации двух цифр без пробелов и каких-либо знаков препинания: первая цифра — это ответ для вопроса про массу, вторая — для вопроса про силу Архимеда.

Задание 2

(4 балла)

Груз массой m = 2,0 кг, подвешенный на тонкой нити, целиком погружён в воду и не касается дна сосуда (см. рисунок). Модуль силы натяжения нити T = 13 Н. Найдите объём груза. Плотность воды ρ = 1000 кг/м³.

1) 7 л; 2) 0,7 л; 3) 2 л; 4) 3,4 л.

Задание 3

(4 балла)

Тело массой 2 кг движется вдоль оси ОХ. Его координата меняется в соответствии с уравнением х = A + B?t + C?t ², где А = 2 м, В = 3 м/с, С = 5 м/с². Чему равен импульс тела в момент времени t = 2 с?

1) 86 кг?м/с; 2) 48 кг?м/с; 3) 46 кг?м/с; 4) 26 кг?м/с.

Проверить правильность выполнения заданий вы можете в автоматическом режиме в разделе домашние задания на странице с курсом «Физика Подготовка к ЕГЭ 2016»

на поверхности воды плавает сплошной деревянный брусок. как изменяется масса вытесненной воды

Электрическая цепь состоит из батарейки с ЭДС 5 В и внутренним сопротивлением 1 Ом, реостата и черного ящика, ВАХ которого представлена на рисунке. С
…

какой максимальной мощностью будет выделяться тепло на реостате? Приложите фотографию решения.

В схеме, представленной на рисунке, грузы и опора делят балку на три равных отрезка. Грузы, подвешенные слева от опоры, одинаковы, при этом крайний гр
…

уз погружен в жидкость полностью, а второй – наполовину. Известно, что плотность жидкости в 5 раз меньше плотности грузов. Масса правого груза M = 10 кг. Балка, пружина и нити невесомые. Система находится в равновесии. Определите растяжение пружины, если её жесткость k = 400 Н/м. Ответ дайте в сантиметрах.

Четыре мальчика стоят в центре круглой горизонтальной платформы, которая стоит на льду. Мальчики расходятся от центра на север, юг, восток и запад, а
…

массы мальчиков 80, 50, 80 и 40 кг соответственно. На сколько сантиметров сместится платформа, когда мальчики дойдут до ее края? Масса платформы 750 кг. Радиус платформы 10 м. При необходимости округлите ответ до десятых.

К грузику массой m1=10,0 г, подвешенному в пространстве с помощью двух нитей, одна из которых горизонтальна, а другая образует с вертикалью угол α=60°
…

, привязан на нити второй грузик массой m2=20,0 г. Определите ускорение a1 грузика m1 сразу после пережигания горизонтальной нити. Все нити легкие и нерастяжимые. Сопротивлением воздуха пренебречь. При необходимости округлите ответ до десятых. Чему будет равно ускорение грузика если все нити заменить на пружины?

Небольшое тело бросили вертикально вверх с поверхности земли. Тело оказалось на одной и той же высоте спустя 0,9 с и 1,2 с после начала движения. Чему
…

равна эта высота и начальная скорость камня?

Пожааалуйста, помогите с 3-м вопросом ​

В вертикальном цилиндре под поршнем находится 2 кг кислорода. При повышении температуры кислорода на 5 К его внутренняя энергия увеличилась на 6400 Дж
…

. Атмосферное давление нормальное.2 ​

На поверхности воды плавает деревянный брусок как изменятся

Главная » Разное » На поверхности воды плавает деревянный брусок как изменятся

На поверхности воды плавает деревянный брусок. Физика 18773

На поверхности воды плавает деревянный брусок. Как изменятся масса вытесненной воды и действующая на брусок сила Архимеда, если его заменить бруском той же плотности и той же массы, но меньшей высоты?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могу повторяться.

Внимание! | Cloudflare

Почему я должен заполнять CAPTCHA?

Заполнение CAPTCHA доказывает, что вы человек, и дает вам временный доступ к веб-ресурсу.

Что я могу сделать, чтобы этого не произошло в будущем?

Если вы используете личное соединение, например, дома, вы можете запустить антивирусное сканирование на своем устройстве, чтобы убедиться, что оно не заражено вредоносными программами.

Если вы находитесь в офисе или в общей сети, вы можете попросить администратора сети запустить сканирование сети на предмет неправильно сконфигурированных или зараженных устройств.

Еще один способ предотвратить появление этой страницы в будущем — использовать Privacy Pass. Возможно, вам потребуется загрузить версию 2.0 прямо сейчас из Магазина дополнений Firefox.

.

Почему вещи плавают в воде?

С концом лета наступает новый сезон: сезон гриппа. Пришло время набрать салфетки и отправиться в ближайшую аптеку или к врачу, чтобы сделать ежегодную прививку от гриппа. А в этом году чиновники общественного здравоохранения уделяют еще больше внимания вакцинации, чтобы предотвратить «двойную инфекцию» COVID-19 и гриппа. Вот что вам нужно знать о прививке от гриппа.

1. Грипп — опасное вирусное заболевание.

«Грипп» — это сокращение от гриппа, который вызывается вирусом гриппа.Вирус поражает легкие, нос и горло человека, поэтому симптомы будут концентрироваться в этих областях. Наиболее частыми симптомами являются лихорадка, кашель, боль в горле, насморк или заложенный нос, мышечные боли и усталость. Не у всех будут все эти симптомы. Сезон гриппа обычно начинается в октябре, достигает пика в январе или феврале и заканчивается к маю.

2. «Желудочный грипп» не настоящий.

Не существует такого понятия, как «желудочный грипп». Тошнота, рвота и диарея, которые обычно называют «желудочным гриппом», могут быть вызваны вирусом, бактериями или паразитами, но не вирусом гриппа.Иногда вирус гриппа может вызывать тошноту или рвоту, но это гораздо чаще встречается у детей, чем у взрослых. Это может быть само собой разумеющимся, но если вы страдаете рвотой или диареей в течение нескольких дней, пора обратиться к врачу.

3. Существует множество различных штаммов гриппа.

Вирус гриппа бывает разных штаммов или типов. Штамм под названием h3N1 появился у свиней, затем распространился среди людей и теперь является распространенным типом сезонного гриппа. Птичий грипп, также известный как H5N1 или H7N9, вызвал заболевание у многих птиц, но редко передается людям, если они не прикасались к инфицированным птицам.

4. Прививка от гриппа содержит крошечную частицу мертвого вируса.

Каждая прививка содержит крошечный кусочек мертвого вируса гриппа. Вирус выращивают в оплодотворенных куриных яйцах, затем экстрагируют и дезактивируют микроскопическими количествами формальдегида. Химическое вещество под названием этоксилат октилфенола удаляет даже более мелкие частицы вируса, что помогает снизить вероятность побочных эффектов. Желатин удерживает вирус вместе и сохраняет его стабильность во время транспортировки, а консервант, называемый тимерозолом, предохраняет вакцину от разрушения на полке.Нет причин для беспокойства по поводу любого из этих химикатов; они присутствуют в таких небольших количествах, что ваше тело их едва улавливает. Если у вас опасная для жизни аллергия на желатин или яйца, поговорите со своим врачом, прежде чем делать прививку. Он или она может порекомендовать другую версию. (Также см. №9.)

5. Вам следует сделать прививку от гриппа, даже если вы думаете, что никогда не заболеете гриппом.

Прошлые результаты не говорят о будущих результатах, друг мой. То, что у вас никогда не было этого раньше, не означает, что вы непобедимы.Кроме того, даже если у вас никогда в жизни не было симптомов, вы можете переносить вирус, подвергая его воздействию всех остальных. И не у всех иммунная система столь же сильна и мачо, как ваша. Подумайте о младенцах, людях с ослабленной иммунной системой, беременных и пожилых людях. Вы действительно хотите быть тем, кто их заболеет?

.

Что плавает ваша лодка? — Урок

Предпосылки и концепции урока для учителей

Информация о конструкции лодок

Корпуса лодок — форма и функции

С фотографиями из книг и журналов после того, как ученики завершат задание «Глиняные лодки», они могут сравнить свои собственные проекты с лодками, обычно используемыми для торговли и отдыха, как в прошлом, так и в настоящем. Им можно руководствоваться, наблюдая за компромиссом между скоростью (насколько быстро лодка может идти с заданным источником энергии), остойчивостью (насколько вероятно, что лодка перевернется под заданной боковой силой), осадкой (насколько глубоко лодка едет в воде) и стоимости (насколько дорого стоит построить данную конструкцию).По мере того, как учащиеся рассматривают различные типы лодок и их особенности, постарайтесь подчеркнуть взаимосвязь между конструкцией или формой лодки и ее функцией.

Более удачная из глиняных лодок, созданных студентами, вероятно, будет напоминать чашу с плоским дном. Эта конструкция вмещает множество шайб — при условии, что вес аккуратно распределяется в лодке. Это особенность лодок с плоским дном: они требуют тщательной балансировки груза и пассажиров, иначе они станут нестабильными и склонны опрокинуться и погрузиться в воду.Явным преимуществом лодок с плоским дном является то, что они имеют небольшую осадку, а это означает, что их корпуса не заходят очень далеко от поверхности воды по сравнению с корпусами других форм (см. Рисунок 1). Таким образом, лодки с плоским дном желательны для передвижения по мелководью. Их простая форма также делает их наименее дорогим типом лодок для постройки. Плоские корпуса обычно используются в небольших служебных лодках, таких как лодки Jon, и в прошлом веке широко использовались в качестве барж для перевозки грузов по тихим водам каналов в этой стране и в некоторых частях Европы.

, авторское право

Авторское право © 2000 Мэри Хебранк, Duke Center for Inquiry-Based Learning http://www.biology.duke.edu/cibl/exercises/clay_boats.htm

Более современное использование плоскодонных лодок — это высокоскоростные малолитражки в развлекательных целях. В этом случае плоский корпус спроектирован так, чтобы подниматься и кататься по воде, а не рассекать воду, тем самым сталкиваясь с уменьшенным трением при движении через воздух вместо воды (см. Рисунок 2). Хотя для поднятия корпуса требуется большая мощность двигателя, и в этот момент лодка, как говорят, взлетает в самолет, затем она может двигаться с очень высокой скоростью.Недостаток плоских корпусов заключается в том, что они плохо двигаются при наличии волн, потому что вся ширина днища лодки соприкасается с водой. (Даже при глиссировании задняя или корма лодки все еще находится в воде.)

, авторское право

Авторское право © 2000 Мэри Хебранк, Duke Center for Inquiry-Based Learning, http://www.biology.duke.edu/cibl/exercises/clay_boats.htm

Некоторые учащиеся могут попробовать сделать из глины лодки, которые по форме больше напоминают каноэ, с заостренными концами и закругленным корпусом.Конические концы, безусловно, позволяют лодке двигаться по воде более эффективно, чем чашеобразная, поскольку вода может легко обтекать носовую часть (нос) лодки, если она сужается. Однако округлый корпус представляет собой проблему, потому что такие лодки легко катятся, выдерживают воду или опрокидываются. Большие парусники, рыболовные траулеры и грузовые суда с закругленными корпусами, как правило, также имеют кили. Киль — это узкое V-образное продолжение корпуса вдоль осевой линии лодки, которое помогает предотвратить чрезмерную качку (см. Рисунок 1b).Поскольку киль спускается в воду, эти лодки не могут перемещаться по мелководью, как лодки с плоским дном. С их сложной формой корпуса эти лодки также дороги в постройке.

Лодки с несколькими корпусами, такие как катамараны, тримараны, понтонные лодки и некоторые домашние лодки, очень устойчивы из-за их широкой стойки в воде. Каждый из корпусов может быть плоским, но обычно они круглые или V-образные. Лодки с несколькими корпусами обычно самые дорогие в строительстве.

Надстройки и центр тяжести

Форма корпуса является основным фактором, определяющим взаимодействие лодки с водой, но настоящие лодки также несут конструкции и грузы над своей палубой.Такие конструкции, как каюты, мачты, краны, стрелы и вышки связи, которые находятся над палубой, вместе известны как надстройка лодки. Все это влияет на центр тяжести лодки.

Спросите студентов, как, по их мнению, высокая надстройка повлияет на корабль, когда сильный ветер дует сбоку. Также спросите, как высокая надстройка повлияет на корабль, если он откатится в сторону из-за больших волн. Если есть время и интерес студентов, вы можете предоставить такие материалы, как палочки для мороженого и белый клей, и предложить учащимся сделать самые высокие плавучие надстройки для своих лодок.Затем вы можете дуть на лодки с расстояния вытянутой руки, чтобы проверить мореходные качества каждой лодки.

Учащиеся должны уметь понимать, что необходимо сохранять центр тяжести как можно ближе к средней линии корабля. Как только центр тяжести окажется за пределами палубы корабля, он опрокинется (точно так же, как башни опрокинулись, когда их центры тяжести вышли за пределы их баз). Спросите студентов, где, по их мнению, следует размещать тяжелые грузы на корабле. Обратите внимание на то, что суда несут балласт или дополнительный груз (обычно в виде металлолома) в килях с целью сохранения низкого центра тяжести вдоль средней линии судна.Вы также можете попросить студентов порассуждать о сравнительной глубине киля судов с большим количеством надстроек по сравнению с судами с небольшой надстройкой.

Принцип Архимеда и плавучесть

Независимо от количества глины, используемой учащимися во втором упражнении, «Плавучие лодки», они должны обнаружить, что в обоих случаях масса воды, вытесняемой их глиняной лодкой, равна (или близка к ней) массе самой лодки. (Их просят повторить процедуру, используя другое количество глины второй раз, чтобы обобщить явление.) Это принцип плавучести, также известный как принцип Архимеда. Когда объект плавает, он вытесняет объем воды, масса которого равна собственной массе объекта. Если он не может вытеснить такое количество воды, объект тонет. После выполнения задания ученики могут оглянуться на уровни воды, которые они отметили на своих мензурках, чтобы убедиться, что плавучая лодка вытеснила больше воды, чем затонувший кусок глины, и результат, возможно, их удивил. Следовательно, глина может быть поплавком или грузиком, в зависимости от ее формы.Он плотнее воды, поэтому обычно тонет. Но ему также можно придать форму, способную вытеснять много воды.

Эмпирическое наблюдение Архимеда интересно, но как объяснение того, как что-то плавает, оно очень ограничено. Он говорит нам, что что-то должно произойти, но не дает нам механизма, объясняющего, почему это что-то происходит. Чтобы действительно понять, что происходит с плавучестью, необходимо понимать идею давления воды.

Представьте себе большую емкость с водой.Вода, поскольку она состоит из атомов и молекул, имеет массу, и масса воды у поверхности давит на воду у дна. Другими словами, вода внизу находится под давлением из-за массы воды выше. (На самом деле вода на поверхности также находится под давлением из-за массы атмосферы, давящей на нее, но это давление намного ниже, чем давление на дне контейнера.) Одна вещь, которая интересна в давлении жидкости, — это что это сила, действующая во всех направлениях одновременно.В отличие от силы тяжести, которая действует только вниз, давление воды толкает любой объект, с которым она соприкасается, независимо от ориентации или местоположения объекта в жидкости.

Это означает, что если такой объект, как деревянный брусок, поместить в воду, сила тяжести будет тянуть блок вниз (стремясь заставить его утонуть), но в то же время давление воды действует вверх на блок. . Давление воды противодействует силе тяжести — в соответствии с законами движения Ньютона — и позволяет блоку плавать.Давление воды обеспечивает подъемную силу.

Чтобы понять эту концепцию, ученики могут подумать о трех блоках, каждый в форме куба со стороной в один фут. Один блок сделан из цельного дерева, а кубический фут дерева весит около пятидесяти фунтов. Другой блок также сделан из дерева, но в нем имеется полость в середине, поэтому он весит всего 10 фунтов. Третий блок сделан из твердого пенополистирола ™, который очень легкий, поэтому весит всего два фунта.

Если вы поместите все три блока в бассейн с водой, все они будут плавать, поскольку все они менее плотны, чем вода.Однако блоки не будут плавать таким же образом. Сплошной блок будет низко находиться в воде, как показано на рисунке ниже. Пенополистирол ™ будет плавать высоко в воде, а полый деревянный блок — где-то между двумя крайностями.

, авторское право

Авторское право © 2000 Мэри Хебранк, Duke Center for Inquiry-Based Learning http://www.biology.duke.edu/cibl/exercises/what_floats_your_boat.htm

Пеноблок настолько легкий, что требуется лишь небольшое давление воды, чтобы сбалансировать массу блока и позволить ему плавать.Напор воды у поверхности воды незначительный, но, поскольку требуется очень небольшое давление, пеноблок не погружается в воду очень глубоко. Однако полый деревянный блок должен опускаться ниже в воде, чтобы выдержать давление воды, достаточное для удержания его на плаву. Между тем, массивный деревянный блок движется в воде довольно низко по сравнению с двумя другими блоками. Он должен уходить в воду еще глубже, чем полый блок, туда, где давление воды достаточно велико, чтобы противодействовать его большей массе.

Но почему глина для лепки, которая плотнее воды, плавает, когда ей придают форму чаши или лодки? Или как судам, для которых сталь является основным конструктивным элементом, удается плавать? Причина в том, что их форма обеспечивает большую площадь, против которой действует давление воды. Полная выталкивающая сила, действующая на объект, равна давлению воды на его плавающей глубине, умноженной на площадь объекта, контактирующего с водой. Это означает, что чем большую площадь вы можете дать материалу, тем выше он сможет перемещаться по воде, где давление воды намного меньше.Если бы твердый деревянный куб на Рисунке 1 вытянуть в доску длиной восемь футов, шириной девять дюймов и высотой 2 дюйма, он имел бы тот же вес и объем, что и куб, но он плавно плавал бы прямо в точке. поверхность воды. Это связано с тем, что у доски будет шесть квадратных футов площади для давления воды, а не только один квадратный фут, который есть у блока.

.

Как работает вода | HowStuffWorks

Водородная связь между молекулами воды, о которой мы говорили в первом разделе, является причиной двух уникальных свойств воды: когезия и адгезии . Сплоченность — это то, что вода очень легко прилипает к себе. Адгезия означает, что вода также очень хорошо прилипает к другим предметам, поэтому она растекается тонкой пленкой на определенных поверхностях, например на стекле. Когда вода вступает в контакт с этими поверхностями, силы сцепления превышают силы сцепления.Вместо того, чтобы слипаться в клубок, он распространяется.

Вода также имеет высокий уровень поверхностного натяжения . Это означает, что молекулы на поверхности воды не окружены одинаковыми молекулами со всех сторон, поэтому их притягивает только когезия других молекул глубоко внутри. Эти молекулы прочно сцеплены друг с другом, но слабо прилипают к другой среде. Одним из примеров этого является то, как вода скапливается на восковых поверхностях, таких как листья или вощеные автомобили.Поверхностное натяжение делает эти капли воды круглыми, поэтому они покрывают как можно меньшую площадь поверхности.

Объявление

Капиллярное действие также является результатом поверхностного натяжения. Как мы уже упоминали, это происходит у растений, когда они «всасывают» воду. Вода прилипает к внутренней части трубок растения, но поверхностное натяжение пытается сгладить ее. Это заставляет воду подниматься и снова связываться с собой, и этот процесс продолжается до тех пор, пока не накопится достаточно воды, чтобы гравитация начала тянуть ее обратно вниз.

Водородные связи воды также являются причиной того, что ее твердая форма, лед , может плавать в своей жидкой форме. Лед менее плотен, чем вода, потому что молекулы воды образуют кристаллические структуры при температуре ниже нуля (32 градуса по Фаренгейту или 0 градусов Цельсия). Тепловые свойства воды также связаны с ее водородными связями. Вода имеет очень высокую удельную теплоемкость , то есть количество тепла на единицу массы, необходимое для повышения ее температуры на один градус Цельсия.Энергия, необходимая для повышения температуры воды на один градус Цельсия, составляет 4,2 джоуля на грамм. Вода также имеет высокую теплоту испарения , что означает, что она может принимать много тепла без значительного повышения температуры. Это играет огромную роль в климате, потому что океанам нужно много времени, чтобы нагреться.

Вода часто известна как универсальный растворитель , что означает, что в ней растворяются многие вещества. Вещества, растворяющиеся в воде, гидрофильные .Это означает, что они так же сильны или сильнее, чем силы сцепления воды. Соль и сахар полярны, как вода, поэтому они очень хорошо растворяются в ней. Вещества, не растворяющиеся в воде, гидрофобны . Отсюда поговорка «масло и вода не смешиваются». Растворимость воды — вот почему вода, которую мы используем, редко бывает чистой; в нем обычно растворено несколько минералов.

Присутствие этих минералов составляет разницу между жесткой водой и мягкой водой .Жесткая вода обычно содержит много кальция и магния, но также может содержать металлы. Мыло плохо пенится в жесткой воде, но жесткая вода обычно не опасна. Он также может вызывать отложения известкового налета в трубах, водонагревателях и туалетах.

Некоторые из последних споров о свойствах воды заключаются в том, как ведет себя лед, когда он тает. Некоторые ученые утверждают, что он выглядит примерно так же, как и в твердом состоянии, за исключением того, что некоторые из его водородных связей разорваны. Другие утверждают, что это совершенно новая структура.Так что, несмотря на всю важность, мы до сих пор не совсем понимаем воду.

Для получения дополнительной информации о воде и связанных темах ознакомьтесь с ссылками на следующей странице.

.

ФизМат БАНК — задачи по физике, решение задач по физике

Новости сайта

В книге «Термодинамика» Базарова И.П. разобрано большое число новых задач. Часть их связана с дополнительными вопросами, не всегда читаемыми в курсе термодинамики.

Добавлены 421 задачи в задачник КВАНТа, которые были опубликованы в 2011-2020 годах. Задачи и решения бесплатны.

На сайте установлен сертификат безопасности и сведения предоставляются по HTTPS протоколу через SSL шифрование. Соответствуем современным стандартам безопасности теперь.

В связи с переходом теоретически возможны глюки сайта. Если вдруг такое случится — просим сообщать о проблемах в личку администратору (inkerman).

Мы добавили сборник авторов Козел С.М., Рашба Э.И., Славатинский С.А. «Сборник задач по физике. Задачи МФТИ»
В настоящий Сборник включены задачи, предлагавшиеся в течение многих лет студентам Московского физико-технического института на экзаменах по физике. Составители отобрали и отредактировали для Сборника те задачи из обширного архива кафедры физики МФТИ, которые казались наиболее интересными с физической точки зрения. В целом в Сборнике довольно высок удельный вес задач повышенной трудности. Следует отметить, что большинство задач, включенных в Сборник, являются оригинальными. В разные годы они были предложены преподавателями кафедры физики МФТИ.

Данная книга представляет собой сборник задач, предлагавшихся на вступительных экзаменах по физике в Ленинградском университете, на городских физических олимпиадах, проводимых в Ленинграде. Все задачи снабжены подробными решениями. Большое число задач посвящено разделам, которые, как показывает опыт, представляют наибольшую трудность для абитуриентов. Книга будет также полезной для учащихся и преподавателей старших классов средней школы.

Добавлен очередной сборник задач. Физика. Пособие для поступающих в ВУЗы, Кембровский Г.С., Галко С.И., Ткачев Л.И. Всего более 150 задач с решениями

Мы добавили сборник задач «Повторим физику» Милковской Л.Б. В сумме более 160 задач с подробными решениями. Задачи предназначены школьникам, в т.ч. будут полезны при подготовке к ЕГЭ.

ЕГЭ по физике онлайн — пройдите тест

Вопрос №3
Две планеты с одинаковыми массами обращаются по круговым орбитам вокруг звезды. Для первой из них сила притяжения к звезде в 4 раза больше, чем для второй. Каково отношение R1/R2 радиусов орбит первой и второй планет?

Вопрос №4
Шарик массой 200 г падает с высоты 20 м с начальной скоростью, равной нулю. Какова его кинетическая энергия в момент перед ударом о землю, если потеря энергии за счёт сопротивления воздуха составила 4 Дж?

Вопрос №7

После удара шайба массой m начала скользить со скоростью ῡ вверх по плоскости, установленной под углом α к горизонту (см. рисунок). Коэффициент трения шайбы о плоскость равен µ. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А) модуль ускорения при движении шайбы вверх

Б) модуль силы трения

ФОРМУЛЫ

1) g (sin α — µ cos α)

2) µmg cos α

3) µmg sin α

4) g ( µ cos α + sin α)

Вопрос №10
Тепловая машина с КПД 40% за цикл работы отдаёт холодильнику количество теплоты, равное 60 Дж. Какое количество теплоты машина получает за цикл от нагревателя?

Вопрос №19
Сравните состав ядер изотопов фосфора 33/15 Р и хлора 33/17 Cl. У этих изотопов одинакова(-о)

разность чисел нейтронов и протонов

число нейтронов

сумма чисел протонов и нейтронов

число протонов

Вопрос №20
В результате какой из серий радиоактивных распадов полоний Ро 214/84 превращается в висмут Bi 210/83

двух α-распадов и одного β-распада

одного α-распада и двух β-распадов

одного α-распада и одного β-распада

четырёх α-распадов и одного β-распада

Вопрос №21
Образец радиоактивного радия находится в закрытом сосуде. Ядра радия 224/88 Ra испытывают α-распад с периодом полураспада 3,6 суток. Определите количество гелия (в моль) в сосуде через 3,6 суток, если в начальный момент времени образец содержал 1,8 моль радия-224.

Вопрос №25
Мяч брошен вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с. Чему равно перемещение мяча за 3 с, считая от момента броска? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Вопрос №27
На дифракционную решётку, имеющую 100 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает луч света, длина волны которого 650 нм. Каков максимальный порядок дифракционного максимума, доступного для наблюдения?

Узнать результат

Урок по физике в 7 классе по теме Плавание тел

Конспект урока по теме: “Плавание тел”.

Тип урока: изучение нового материала.

Цели: выяснение условий, при которых тело в жидкости а)тонет, б) плавает, в)всплывает.

Задачи:

1)      Образовательные:

·          обобщить и систематизировать знания учащихся о действии жидкостей и газов на погруженные в них тела,

·          выяснить условия плавания тел, опираясь на понятие о выталкивающей силе и силе тяжести,

·          сформировать умения объяснять причины появления выталкивающей силы, производить расчет и измерение  её опытным путем,

2)      Развивающие:

·          расширить кругозор учащихся, показать применение теоретических знаний на практике,

·          развить способность к анализу и творческую активность, умение логически мыслить,

3)      Воспитательные:

·          воспитать самостоятельность, трудолюбие, настойчивость в достижении цели.

Оборудование: мензурки, пробирки, медный цилиндр, кусок пластилина, парафин, стаканы с водой и маслом, динамометры, компьютер, проектор.

План урока.

1.       Организационный момент.

2.       Постановка учебной проблемы.

3.       Актуализация знаний.

4.       Проведение фронтального эксперимента (изучение нового материала)

5.       Закрепление.

6.       Подведение итогов урока

Ход урока.

I.         Подготовка класса к изучению новой темы. Мобилизация внимания учащихся

II.      Сегодня на уроке мы с вами обобщим наши знания о действии жидкостей и газов на погруженные в них тела, выясним условия плавания тел, опираясь на понятия о выталкивающей силе и силе тяжести. Но сначала мы повторим ранее изученный материал. Итак приступим.

III.   Один учащийся решает задачу у доски.

№627 (Лукашик)

Остальные отвечают на вопросы:

1)      Какие силы действуют на тело, находящееся в жидкости?

2)      Как направлена архимедова сила? Как направлена сила тяжести?

3)      От каких величин зависит значение архимедовой силы?

4)      Как подсчитать архимедову силу?

5)      Как подсчитать силу тяжести?

6)      В сосуд с жидкостью погружены три железных шарика равных объемов. Одинаковы ли силы, выталкивающие шарики?

7)      Кусок мрамора весит столько, сколько весит медная гиря. Какое из этих тел легче удержать в воде?

8)      Почему выталкивающая сила, действующая на одно и то же тело, в газах во много раз меньше, чем в жидкостях?

IV. Ребята, вы когда-нибудь задумывались о том, почему некоторые тела могут плавать в жидкости, а другие тонут?

Сегодня в конце урока мы сможем ответить на этот вопрос. Попробуйте сформулировать тему сегодняшнего урока. (Слайд 1)

Какая цель нашего урока? (Слайд 2)

Для реализации данной цели мы разделились на группы. На столе у каждой группы находится оборудование и листок с заданием (Задания для групп), на выполнение которого отводится 10 минут. Затем один представитель от каждой группы доведет до сведения остальных результаты и выводы, которые получили в ходе эксперимента.

Результаты нашей деятельности будем заносить в таблицу, которая есть на маршрутном листе. (Маршрутный лист)

Переходим к обсуждению результатов. Представитель от каждой группы выходит к доске и делает вывод. Задание группы представлено на слайде. (Слайд 5,6,7,8,9)

Выступления 1 и 2 группы: записывают в таблицу числовые значения силы тяжести и силы Архимеда  и делают вывод.

Учитель (после выступления 2 группы): средняя плотность живых организмов, населяющих водную среду, близка к плотности окружающей их воды (Слайд 10). Это и делает возможным их плавание под водой. Большую роль в передвижении рыб играет плавательный пузырь. Меняя объем этого пузыря, рыба способна как увеличивать, так и уменьшать действующую на неё выталкивающую силу.

А теперь 3 группа нам расскажет об условиях, при которых тело плавает на поверхности.

Выступление 3 группы. Запись последней строки таблицы.

Учитель: Итак, мы с вами выяснили условия плавания тел.

Скажите, а вы знаете, из чего делают корабли? (Слайд 11)

Учащиеся: из металла.

Учитель: А как ведет себя металл в жидкости?

Учащиеся: тонет.

Учитель: а почему же тогда плавают корабли? На этот вопрос нам поможет ответить 4 группа.

Выступление 4 группы: чтобы заставить кусок пластилина плавать, мы сделали из него коробочку, и она плавает. У неё больше объем, чем у куска пластилина, и значит больше сила Архимеда.

Учитель: в судостроении используют тот факт, что путем изменения объема можно придать плавучесть практически любому телу.

Про ещё один способ увеличения силы Архимеда нам расскажет 5 группа.

Выступление 5 группы: чтобы картофелина плавала нужно насыпать соли в воду. У соленой воды увеличилась плотность, и она стала сильнее выталкивать тело, так как с увеличением плотности жидкости, увеличивается сила Архимеда.

Учитель: итак, чтобы заставить плавать тонущие тела, можно изменить плотность жидкости или объем погруженной части тела. При этом изменится и сила Архимеда. Запишем это под таблицей.

V.     Домашнее задание параграф 50, упр. 25 (2,4,5)

VI. А теперь проверим, как вы усвоили сегодняшний материал.

(class-fizika.narod.ru  Тесты по физике 7 класс Плавание тел)

1)      Как вы думаете, какое положение займет парафиновая свечка в воде, керосине и машинном масле? Перетащите её на правильное место в жидкости.

2)      В сосуде плавает кусок льда. Как изменится уровень воды в сосуде, когда лед растает? Посмотрите все анимации и выберите верную.

3)      Как вы думаете, какое положение займет деревянный брусок в воде, масле и смеси воды и масла?

4)      В сосуде находится вода и керосин, несмешиваемые между собой. В сосуде плавает деревянный брусок. Что произойдет с бруском, если из сосуда откачать керосин?

5)      В сосуд налиты три несмешивающиеся между собой жидкости: вода, керосин и ртуть. В каком порядке они расположены?

27.6: Принцип Архимеда — плавучая сила

Когда мы помещаем кусок твердой древесины в воду, древесина плавает на поверхности. Плотность большинства видов древесины меньше плотности воды, поэтому тот факт, что древесина плавает, не кажется таким уж удивительным. Однако такие объекты, как корабли, построенные из таких материалов, как сталь, которые намного плотнее воды, также плавают. В обоих случаях, когда плавающий объект находится в состоянии покоя, должна быть какая-то другая сила, которая точно уравновешивает гравитационную силу.{8} = — \ rho_ {f} V g \ hat {\ mathbf {k}} \), где \ (\ hat {\ mathbf {k}} \) — единичный вектор, направленный вверх. Давление на поверхность перпендикулярно поверхности (рисунок 27.6). Следовательно, на каждый элемент площади поверхности действует перпендикулярная сила. Давление на поверхность перпендикулярно поверхности (рисунок 27.6). Следовательно, на каждый элемент площади поверхности действует перпендикулярная сила.

Рисунок 27.6: Силы от давления на поверхность элемента жидкости произвольного объема Рисунок 27.{B} = \ rho_ {f} V g \ hat {\ mathbf {k}} \] Подъемная сила зависит от плотности жидкости, гравитационной постоянной и объема жидкого элемента. Это макроскопическое описание выталкивающей силы, возникающей в результате очень большого числа столкновений молекул жидкости, называется Принцип Архимеда .

Теперь мы можем понять, почему, когда мы помещаем камень в воду, он тонет. Плотность камня больше, чем плотность воды, поэтому выталкивающая сила на камне меньше гравитационной силы на камне, поэтому он ускоряется вниз.

Поместите однородный объект объема V и массы M с плотностью \ (\ rho_ {o} = M / V \) в жидкость. Если плотность объекта меньше плотности жидкости ρ, объект будет \ (\ rho_ {o} <\ rho_ {f} \) плавать на поверхности жидкости. Часть объекта, находящаяся под поверхностью, перемещает объем \ (V_ {1} \) жидкости. Часть объекта, которая находится над поверхностью, перемещает объем воздуха \ (V_ {2} = V-V_ {1} \) (рис. 27.8).

Рисунок 27.8: Плавающий объект на поверхности жидкости

Поскольку плотность воздуха намного меньше плотности жидкости, мы можем пренебречь выталкивающей силой воздуха, действующей на объект.{g} = \ rho_ {f} V_ {1} g \ hat {\ mathbf {k}} — \ rho_ {o} V g \ hat {\ mathbf {k}} = \ rho_ {f} V_ {1} g \ hat {\ mathbf {k}} — \ rho_ {o} \ left (V_ {1} + V_ {2} \ right) g \ hat {\ mathbf {k}} \] Следовательно, отношение объема открытые и погруженные части объекта должны удовлетворять \ [\ rho_ {f} V_ {1} = \ rho_ {o} \ left (V_ {1} + V_ {2} \ right) \]. Мы можем решить уравнение. (27.6.4) и определить соотношение объемов открытой и погруженной частей объекта \ [\ frac {V_ {2}} {V_ {1}} = \ frac {\ left (\ rho_ {f} — \ rho_ {o} \ right)} {\ rho_ {o}} \] Теперь мы также можем понять, почему плывет корабль массы M.{B} = \ rho_ {f} \ left (V_ {s} + V_ {w} \ right) g \ hat {\ mathbf {k}} \] Если эта сила равна по величине Mg , корабль будет плавать.

Пример 27.4 Принцип Архимеда: плавающее дерево

Рассмотрим стакан с однородной площадью поперечного сечения A, наполненный водой плотностью \ (\ rho_ {w} \). Когда прямоугольный деревянный брусок с площадью поперечного сечения \ (A_ {2} \), высотой и массой \ (M_ {b} \) помещается в стакан, дно блока находится на неизвестной глубине z ниже поверхность воды.(а) Как далеко от поверхности z находится нижняя часть блока? б) Насколько поднялась вода в химическом стакане, когда блок был помещен в стакан?

Решение

Мы пренебрегаем выталкивающей силой из-за вытеснения воздуха, потому что она пренебрежимо мала по сравнению с выталкивающей силой из-за воды. Стакан с плавающим деревянным блоком показан на рис. 27.10.

Рисунок 27.10 Деревянный блок, плавающий в стакане с водой.

(a) Плотность деревянного блока равна \ (\ rho_ {b} = M_ {b} / V_ {b} = M_ {b} / A_ {b} h \) Объем погруженной части дерево — это \ (V_ {1} = A_ {b} z \).Объем блока над поверхностью равен \ (V_ {2} = A_ {b} (h-z) \). Мы можем применить уравнение. (27.6.5) и определите, что \ [\ frac {V_ {2}} {V_ {1}} = \ frac {A_ {b} (hz)} {A_ {b} z} = \ frac {(hz )} {z} = \ frac {\ left (\ rho_ {w} — \ rho_ {b} \ right)} {\ rho_ {b}} \] Теперь мы можем решить уравнение. (27.6.7) для глубины z нижней части блока \ [z = \ frac {\ rho_ {b}} {\ rho_ {w}} h = \ frac {\ left (M_ {b} / A_ { b} h \ right)} {\ rho_ {w}} h = \ frac {M_ {b}} {\ rho_ {w} A_ {b}} \]

(b) Перед тем, как блок был помещен в стакан, объем воды в стакане равен \ (V_ {w} = A s_ {i} \), где \ (s_ {i} \) — начальная высота вода в стакане.Когда древесина плавает в стакане, объем воды в стакане равен \ (V_ {w} = A s_ {f} -A_ {b} z \), где \ (s_ {f} \) — конечная высота воды в стакане, а \ (A_ {b} z \) — объем погруженной части блока. Поскольку объем воды не изменился \ [A s_ {i} = A s_ {f} -A_ {b} z \] Мы можем решить уравнение. (27.6.9) для изменения высоты воды \ (\ Delta s = s_ {f} -s_ {i} \), через i глубину z нижней части блока, \ [\ Delta s = s_ {f} -s_ {i} = \ frac {A_ {b}} {A} z \] Теперь подставим уравнение.(27.6.8) в уравнение. (27.6.10) и определите изменение высоты воды \ [\ Delta s = s_ {f} -s_ {i} = \ frac {M_ {b}} {\ rho_ {w} A} \]

Пример 27.5 Камень внутри плавающей салатницы

Камень массы mr и плотности \ (m_ {r} \) помещен в салатник массы \ (m_ {b} \). Салатник и камень плавают в стакане с водой плотностью \ (\ rho_ {w} \). Стакан имеет площадь поперечного сечения А. Затем камень удаляют из стакана и дают ему опуститься на дно стакана. Уровень воды повышается или понижается, когда камень падает в воду?

Рис 27.{B} = \ rho_ {w} V g \ hat {\ mathbf {k}} \) уравновешивает силу тяжести на камне и салатнице, \ [\ left (m_ {r} + m_ {b} \ right) g = \ rho_ {w} V g = \ rho_ {w} \ left (V_ {1} + V_ {2} \ right) g \], где \ (V_ {1} \) — часть объема смещенного вода, необходимая для уравновешивания гравитационной силы на скале, \ (m_ {r} g = \ rho_ {w} V_ {1} g \), а \ (V_ {2} \) — часть объема вытесненной воды, которая необходима для уравновешивания гравитационной силы на чаше, \ (m_ {b} g = \ rho_ {w} V_ {2} g \), поэтому \ (V_ {1} \) должен удовлетворять условию что \ (V_ {1} = m_ {r} g / \ rho_ {w} \).Объем камня равен \ (V_ {r} = m_ {r} / \ rho_ {r} \). В частности, \ [V_ {1} = \ frac {\ rho_ {r}} {\ rho_ {w}} V_ {r} \] Поскольку плотность камня больше, чем плотность воды, \ (\ rho_ {r}> \ rho_ {w} \), камень вытесняет больше воды, когда плавает, чем когда он погружен в воду, \ (V_ {1}> V_ {r} \). Поэтому уровень воды падает, когда камень падает в воду из салатницы.

Пример 27.6 Блок, плавающий между нефтью и водой

Деревянный брусок кубической формы, длина каждой стороны l = 10 см, плавает на границе раздела между воздухом и водой.{-3} \).

б) Какова плотность деревянного бруска?

Решение

(a) Выталкивающая сила равна силе тяжести на блоке. Следовательно, \ [\ rho_ {b} g V = \ rho _ {\ mathrm {w}} g V_ {1} + \ rho_ {a} g \ left (V-V_ {1} \ right) \], где \ (V_ {1} \) — объем воды, вытесняемый блоком, \ (V_ {2} = V-V_ {1} \) — объем воздуха, вытесняемый блоком, V — объем блока, \ (\ rho_ {b} \) — это плотность деревянного бруска, а \ (\ rho_ {a} \) — это плотность воздуха (рисунок 27.{-3}
\ end {array} \]

Поскольку \ (\ rho_ {b}> \ rho_ {o} \), приведенный выше анализ верен.

Карточки для экзамена по физике 1 | Quizlet

Артериальное давление в вашем сердце составляет примерно 100 мм рт. Поскольку кровь перекачивается из левого желудочка сердца, она течет через аорту, единственный большой кровеносный сосуд диаметром около 2,5 см. Скорость кровотока в аорте около 60 см / с. Любое изменение давления по мере того, как кровь течет в аорте, происходит из-за изменения высоты: сосуд достаточно велик, поэтому вязкое сопротивление не является важным фактором.По мере того, как кровь движется по кровеносной системе, она течет в все более и более мелкие кровеносные сосуды, пока не достигнет капилляров. Кровь течет по капиллярам с гораздо меньшей скоростью, примерно 0,7 мм / с. Диаметр капилляров и других мелких кровеносных сосудов настолько мал, что вязкое сопротивление является основным фактором.
A) Длина шеи ограничена. Если бы ваша шея была слишком длинной, кровь не достигла бы вашего мозга! На какой максимальной высоте мозг человека может находиться над сердцем, учитывая отмеченное давление и предполагая, что в шее нет клапанов или дополнительных насосных механизмов? Плотность крови 1060 кг / м3.

B) Поскольку скорость потока в ваших капиллярах намного меньше, чем в аорте, общая площадь поперечного сечения капилляров, рассматриваемых вместе, должна быть намного больше, чем у аорты. Учитывая отмеченные скорости потока, общая площадь рассматриваемых вместе капилляров эквивалентна площади поперечного сечения одного сосуда примерно какого диаметра?

C) Предположим, что в ответ на какой-то раздражитель небольшой кровеносный сосуд сужается до 90% своего первоначального диаметра. Если давление в сосуде не изменилось, каково отношение нового объемного расхода к первоначальному?

D) Продолжительные упражнения могут увеличить скорость кровотока в сердце в пять раз при небольшом повышении артериального давления.Это большое изменение потока. Хотя в игру вступают несколько факторов, какие из следующих физиологических изменений наиболее правдоподобно объясняют такое большое увеличение потока при небольшом изменении давления?
А) Уменьшение вязкости крови.
B) Расширение мелких кровеносных сосудов до большего диаметра.
C) Расширение аорты до большего диаметра.
D) Увеличение количества кислорода, переносимого кровью.

Плотность — требуется ли объекту жидкость под ним, чтобы плавать?

ОТВЕТ НА ОРИГИНАЛЬНЫЙ ВОПРОС

Да, должна быть жидкость вертикально под какой-то частью объекта, чтобы он плавал, но не обязательно, чтобы жидкость была под всеми его частями.Объект должен иметь некоторую площадь поверхности, которая имеет внутреннюю нормаль с восходящей составляющей, чтобы давление воды на него имело восходящую составляющую. Например, блок может плавать, если стороны наклонены внутрь к основанию, как предполагает Киран Мойнихан.

В своем ответе на вопрос «Нет плавучести внутри жидкости» Честер Миллер показывает, что результирующая выталкивающая сила давления жидкости («восходящая тяга») на предмет, который касается дна контейнера, составляет $$ B = (V-hA) \ rho_wg $$ где $ V $ — объем погруженной части объекта, $ h $ — глубина жидкости, а $ A $ — площадь контакта с дном контейнера.

Если стороны блока вертикальные, то $ hA \ ge V $ для всех значений $ V $. (Равенство применяется, если объект не полностью погружен.) Формула подтверждает наблюдение anna v о том, что никакое количество воды не заставит блок плавать, даже если он намного менее плотный, чем вода.

Эта формула также показывает, что даже если $ A $ очень мало, вы можете сделать $ B $ отрицательным (т.е. «выталкивающая» сила становится направленной вниз), увеличивая глубину $ h $ жидкости. Удивительное последствие состоит в том, что объект, который в противном случае плавал бы, когда свободен от дна контейнера (то есть когда под всеми его частями находится жидкость), может остаться на дне, если небольшая его часть уже касается дна .Например, большой гелиевый шар можно привязать к земле с помощью легкой присоски, которая по площади намного меньше поперечного сечения шара.

ОТВЕТ НА ВОПРОС ИЗ ВАШЕГО РЕДАКТИРОВАНИЯ

Интуитивно вы могли бы подумать, что увеличение давления воздуха увеличивает направленную вниз силу на блок, заставляя его опускаться ниже в воде, но это не так. В обоих случаях то, что происходит с блоком, не зависит от давления воздуха, а от градиента давления в воздухе.Если давление равномерно во всем воздушном пространстве, увеличение или уменьшение не влияет на глубину, на которой объект плавает в воде. Но если есть градиент давления (который обязательно увеличивается вниз), то увеличение среднего давления заставляет объект подниматься в воде, а уменьшение заставляет его опускаться ниже.

Пояснение

Объяснение аналогично объяснению в «Почему баллон, наполненный гелием, движется вперед в автомобиле, когда он ускоряется?»

Силы на блоке изначально уравновешены.Вертикальные силы — это вес $ W $ блока и силы давления $ F_1 $ воздуха на верхней поверхности и $ F_2 $ воды на нижней поверхности блока: $$ F_2 = W + F_1 $ $ Чтобы избежать сложностей, я предполагаю, что блок кубовидный, так что площади верхней и нижней граней равны.

Предположим, что давление воздуха в верхней части контейнера постоянно. Затем увеличение давления воздуха увеличивает силы $ F_1, F_2 $ в равной степени, поэтому глубина, на которой блок плавает в воде, не меняется.Повышение давления на верхней поверхности передается через воздух и воду на нижнюю поверхность, увеличивая его на ту же величину.

Давление воздуха было бы примерно постоянным во всем объеме, если бы воздух был только слегка сжимаемым и его плотность была бы низкой по сравнению с плотностью воды. Оба эти условия обычно применяются при типичном атмосферном давлении.

Однако, если в воздухе имеется значительный градиент давления, тогда давление на поверхности воды будет больше, чем на верхней поверхности блока.Это давление на поверхности воды, которое передается на нижнюю поверхность блока, поэтому увеличение силы на нижней стороне будет больше, чем на верхней стороне, и блок будет подниматься в воде.

Другой способ увидеть это — представить, что воздух становится такой же плотной, как вода. Затем, поскольку блок плавает в воде, он также будет плавать вверх в плотный воздух.

В воздухе будет значительный градиент давления, если он сжимаемый или его плотность сравнима с плотностью воды.

B. Плавающий деревянный блок s 13. Выньте кирпич из воды. Be 14. Используйте …

Эксперимент с тонущими или плавающими объектами — тонущие и плавающие предметы

Все объекты, включая жидкости, имеют отношение массы к объему, известное как плотность. Плотность — это мера того, насколько компактны (близко друг к другу) молекулы в объекте.

В первом эксперименте вы предскажете плотность обычных предметов домашнего обихода. Во втором эксперименте масло в воде вы проанализируете плотность обычных жидкостей.

Эксперимент с плавающими объектами

Раковина или поплавок?

Вы, наверное, уже знаете, что некоторые вещи будут плавать в воде, а некоторые — нет.Вы знаете, почему это так? Иногда лучший способ узнать, утонет что-то или всплывет, — это просто попробовать — и именно это вы и сделаете в этом эксперименте с «плавающими объектами»! Соберите несколько предметов вокруг своего дома, чтобы проверить их способность тонуть или плавать. Убедитесь, что все выбранные вами предметы могут намокнуть!

Что вам понадобится:

• большая емкость с водой (или наполните раковину или ванну)
• множество мелких предметов разного веса и из разных материалов (пластик, металл, дерево, фольга, пенополистирол)
• несколько более крупных объектов
• Рабочий лист HST
• ручка

Что вы делаете:

1. Посмотрите на собранные вами предметы.Нарисуйте изображение каждого в квадратах в левой части рабочего листа.
2. Сделайте предсказание для каждого объекта — как вы думаете, он утонет или будет плавать в ванне с водой? (Сделать прогноз — значит сказать, что, по вашему мнению, произойдет.) Отметьте свой прогноз на рабочем листе для каждого элемента (кружок с плавающей точкой или тонет).
3. Бросайте предметы в воду по одному. Смотрите, что происходит с каждым. Вы правильно предсказали? Обведите кружком «поплавок» или «тонет» рядом с каждым объектом на листе, чтобы отобразить результатов вашего эксперимента.

Что случилось:

Несмотря на то, что некоторые из ваших предметов казались очень легкими (например, скрепка или пуговица), они все равно тонули в воде. Некоторые предметы, которые могли показаться тяжелыми (например, деревянный брусок), вероятно, парили.

Причина в том, что тонет объект или плавает в воде зависит не только от его веса или размера. Это также зависит от его плотности. Плотность — это мера того, насколько что-то твердое. Все вещи состоят из крошечных частиц, называемых молекулами.Если молекулы внутри объекта расположены очень близко друг к другу, объект твердый или плотный. Если молекулы находятся дальше друг от друга, объект будет менее плотным или менее твердым. Пример очень плотного предмета — копейка. Пробка менее плотная.

Пенни, скрепка или пуговица утонули, потому что материалы, из которых они сделаны (металл для скрепки и пенни, пластик для пуговицы), имели большую плотность, чем вода. (Их молекулы расположены ближе друг к другу, чем молекулы воды.) Пробка, кусок дерева или пенополистирол плавают, потому что эти материалы имеют меньшую плотность, чем вода.Все объекты менее плотные, чем вода, плавали в воде! Объекты, которые были плотнее воды, затонули.

Эксперимент с маслом в воде

Плотность жидкости

Вы знаете, почему масло плавает на воде? Сможет ли объект, тонущий в масле, плавать в воде? Попробуйте этот эксперимент, чтобы узнать больше о плотности.

Что вам понадобится:

• стеклянный мерный стакан на 1 стакан
• масло растительное
• вода
• краситель пищевой
• кукурузный сироп
• мелких предметов (мы использовали изюм, виноград, пробку, пуговицу, пенни, винт и кусок воска)

Что вы делаете:

1. Наполните чашку водой до отметки 1/3.Добавьте 2 или 3 капли пищевого красителя.
2. Добавьте 1/3 стакана кукурузного сиропа, чтобы уровень жидкости в стакане поднялся до отметки 2/3 стакана.
3. Добавьте 1/3 стакана масла, чтобы наполнить стакан до отметки в 1 стакан.
4. Смотрите, что происходит. Слои должны разделиться так, чтобы кукурузный сироп оказался внизу, масло — вверху, а вода — посередине.
5. Угадайте, где каждый из ваших объектов приземлится, если бросить в чашу, а затем проверяйте их по одному.

Что случилось:

Кукурузный сироп был самой густой жидкостью, поэтому он опустился на дно чашки.Вода была менее плотной, чем кукурузный сироп, но более плотной, чем масло, поэтому она оседала поверх кукурузного сиропа. Масло было наименее плотным, поэтому оно плавало на поверхности воды!

Предметы, которые вы бросили в чашу, имели разную плотность. Каждый объект погружался в чашку, пока не превратился в более плотную жидкость. Пробка была совсем не очень плотной, поэтому плавала по поверхности масла. Воск упал в масло, но не до самой воды, поэтому он был плотнее, чем пробка, но не так плотнее, как вода.Виноград и изюм упали на дно слоя воды, но не попали в кукурузный сироп. Это означает, что они были менее плотными, чем кукурузный сироп, но более плотными, чем вода! Пенни и винт были очень плотными; они опустились на дно кукурузного сиропа!

Чтобы узнать больше о свойствах воды, ознакомьтесь с нашим уроком естествознания «Узнайте о воде».

Освоение решений по физике Глава 15 Жидкости

Освоение решений по физике Глава 15 Жидкости

Освоение физических решений

Глава 15 Жидкости Q.1CQ
Предположим, вы пьете жидкость через трубочку. Объясните, почему жидкость движется вверх, против силы тяжести, в ваш рот
Решение:
Чтобы втянуть жидкость по соломинке, мы расширяем наши легкие. Это снижает давление воздуха во рту до уровня ниже атмосферного. чистая направленная вверх сила на жидкость в stra4

Глава 15 Жидкости Q.1P
Оцените вес воздуха в классе физики.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.2CQ
Учитывая ваш ответ на предыдущий вопрос, можно ли потягивать жидкость через соломинку на поверхности Луны? Объясните
Решение:
Нет. Потому что у Луны нет атмосферы (не имеющей никакого значения), которая давила бы на поверхность liguidi

.

Глава 15 Жидкости Q.2P
Какой вес воды требуется для наполнения аквариума на 25 галлонов?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.3CQ
Водонапорные башни на крышах зданий обернуты металлическими лентами для поддержки. Расстояние между лентами у основания башни меньше, чем у ее вершины. Объяснить
Решение:
Давление в резервуаре с водой увеличивается с увеличением глубина I Наибольшее давление у дна Чтобы обеспечить там достаточную опору, металлические ленты должны быть расположены ближе друг к другу

Глава 15 Жидкости Q.3P
Вы покупаете «золотое» кольцо в ломбарде.Кольцо имеет массу 0,014 г и объем 0,0022 см3. Кольцо из чистого золота?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.4CQ
Что удерживает присоску на месте?
Решение:
Присоска удерживается на месте за счет атмосферного давления. Когда чашка прикладывается, вы прижимаете ее ровно к поверхности, к которой хотите прикрепить. Это вытеснит большую часть воздуха из чашки. и приводит к большему давлению на внешнюю сторону чашки IThus. атмосферное давление толкает внешнюю часть чашки к поверхности

Глава 15 Жидкости Q.4P
Оцените вес сундука, наполненного золотыми дублонами.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.5CQ

Решение:
Этот эксперимент показывает, что определенное давление необходимо в нижней части водяного столба, а не просто определенный вес воды. Необходимо увеличить давление
в стволе настолько, чтобы увеличение давления, помноженное на площадь поверхности верха, превышало 400 Н.Необходимая высота воды обеспечивает необходимое повышение давления
. Однако повышение давления р. g h зависит только от высоты воды в трубке, а не от ее веса.

Глава 15 Жидкости Q.5P
Металлический куб имеет массу 0347 кг и имеет размер 3,21 см на стороне. Рассчитайте плотность и определите металл.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.6CQ
Почему в барометре, показанном на рис. 15-4, практичнее использовать ртуть, чем воду?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.6P
Какую нисходящую силу оказывает абносфера на футбольном поле, размеры которого составляют 360 футов на 160 футов?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.7CQ
Плотность объекта можно определить, сначала взвесив его в воздухе, затем в воде (при условии, что плотность объекта больше, чем плотность воды, так что он полностью погружен в воду при помещении в воду). вода). Объясните, как эти два измерения могут дать желаемый результат.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.7P
BIO Биолюминесценция Некоторые виды динофлагеллат (тип одноклеточного планктона) могут производить свет в результате
биохимических реакций внутри клетки. Этот свет является примером биолюминесценции. Установлено, что биолюминесценция в динофла-гликлатах может быть вызвана деформацией поверхности клетки при давлении всего один дин (10-5 Н) на квадратный сантиметр. Что это за давление в (а) паскалях и (б) атмосферах?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.8CQ
Как воздухоплаватель управляет вертикальным движением воздушного шара?
Решение:
Вертикальное движение воздушного шара контролируется путем добавления и отвода тепла от воздуха в воздушном шаре. Добавление и удаление тепла вызывает изменение температуры воздуха в воздушном шаре. Кроме того, изменение температуры приводит к изменению плотности воздуха в воздушном шаре. Таким образом, можно управлять вертикальным движением воздушного шара, управляя воздухом. плотность в баллоне.Регулируя плотность воздуха в воздушном шаре, мы можем регулировать высоту и депрессию при вертикальном движении воздушного шара

.

Глава 15 Жидкости Q.8P
Человек весом 79 кг сидит на стуле весом 3,7 кг. Каждая ножка стула касается пола по кругу диаметром 1,3 см. Найдите давление, оказываемое на пол каждой ножкой стула, при условии, что вес распределяется равномерно.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.9CQ
Почему люди не могут без усилий плавать в Большом соленом озере Юты?
Решение:
Вода в этом озере имеет более высокую соленость и, следовательно, более высокую плотность, чем вода в океане. плотность его воды несколько больше, чем плотность типичного человеческого тела. Это означает, что человек может плавать в соленом озере так же, как деревянный блок в пресной воде

Глава 15 Жидкости Q.9P
Чтобы предотвратить повреждение полов (и увеличить трение), к концу костыля часто прикрепляют резиновый наконечник.Если конец костыля представляет собой круг радиусом 1,2 см без наконечника, а наконечник представляет собой круг радиусом 2,5 см, в какой степени наконечник снижает давление, оказываемое костылем?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.10CQ
Физика в кино В фильме «Путешествие на дно моря» Земля переживает быстрое потепление В одной сцене большие айсберги разбиваются на маленькие куски размером с машину, которые падают вниз на
через воду и отскочить от корпуса подводной лодки Seaview.Это хороший пример. плохая или уродливая физика? Объяснять.
Решение:
Физика в этом случае довольно уродливая. Лед плавает в воде, будь то айсберг размером с дом, кусок размером с машину или кубик льда размером с наперсток. Вся Земля нагревается, и айсберги распадаются на более мелкие части. каждая из более мелких частей будет такой же плавучей, как и исходный айсберг

.

Глава 15 Жидкости Q.10P
Надутый баскетбольный мяч имеет манометрическое давление 9,9 фунта / дюйм.Какое на самом деле давление внутри мяча?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.11CQ
Один день. ныряя с маской и трубкой у поверхности кристально чистого океана, вам приходит в голову, что вы могли бы погрузиться значительно глубже, просто удлинив трубку для снорклинга. К сожалению, это не работает. Почему?
Решение:
Проблема в том, что по мере того, как вы погружаетесь глубже в воду, давление, оказывающее давление на вашу грудь и легкие, быстро увеличивается. ДЫХАНИЕ Воздух, проходящий через трубку, будет иметь атмосферное давление.Но вода, давящая на вашу грудь, может иметь вдвое большее давление. Снаряжение для акваланга не только удерживает для вас воздух в резервуаре, но и подает этот воздух к вам под давлением.

Глава 15 Жидкости Q.11P
Предположим, что когда вы едете на велосипеде массой 7,70 кг, вес вас и велосипеда одинаково поддерживается двумя шинами. Если манометрическое давление в шинах составляет 70,5 л / дюйм, а площадь контакта каждой шины с дорогой составляет 7,13 см2, каков ваш вес?
Решение:

= 615N

Глава 15 Жидкости Q.12CQ
Поскольку металл более плотен, чем вода, как может металлическая лодка плавать?
Решение:
Выталкивающая сила, действующая на тело, равна весу воды, вытесняемой телом. Вес жидкости также зависит от плотности жидкости.
Два крутящих момента воздействуют на объект, когда он входит в воду, сила тяжести, которая действует непосредственно в направлении вниз, и крутящий момент восходящей плавучести, который определяется весом
вода, вытесняемая объектомS Объект плавает, потому что сила тяжести меньше, чем сила восходящей плавучести. Другими словами, объект плавает, его вес меньше, чем количество вытесняемой им воды.Металлическая лодка ведь плавает, хоть и много весит. она вытесняет огромное количество воды, которая весит даже мора. Кроме того, лодка спроектирована таким образом, что она вытесняет воду, достаточную для легкости плавания.

Глава 15 Жидкости Q.12P
IP Вес вашего автомобиля массой 1420 кг одинаково поддерживается четырьмя шинами, каждая из которых накачана до манометрического давления 35,0 фунт / дюйм2. а) Какова площадь контакта каждой шины с дорогой? (b) Если манометрическое давление увеличивается, площадь контакта увеличивается, уменьшается или остается прежней? (c) Какое манометрическое давление требуется для обеспечения площади контакта 116 см2 для каждой шины?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.13CQ
Лист воды, проходящий над водопадом, толще вверху, чем внизу. Аналогично. поток воды, выходящий из водопроводного крана, сужается по мере его падения. Объяснить
Решение:
По мере того, как вода падает, она ускоряется. Тем не менее, количество воды, которое проходит через точку в данный момент времени, одинаково на любой высоте. Если бы толщина воды оставалась прежней, а ее скорость увеличивалась.
количество воды за раз будет увеличиваться, так как толщина воды должна уменьшаться, чтобы компенсировать увеличение скорости

Глава 15 Жидкости Q.13P
CE Два стакана. I и 2. наполнены водой на одинаковую глубину. Стекло I в два раза больше диаметра стакана 2. (a) Вес воды в стакане 1 больше, меньше или равен
весу воды в стакане стакан 2? (b) Давление на дне стакана 1 больше, меньше или равно давлению на дне стакана 2?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.14CQ
Распространено наблюдение, что дым быстрее поднимается через дымоход, когда дует ветер снаружи Lxplain
Решение:
Когда ветер дует через верх дымохода, возникает разница давлений. устанавливается между верхом и низом дымохода.с верхом, имеющим более низкое давлениеl Это вызовет более быстрое поднятие дыма

Глава 15 Жидкости Q.14P

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.15CQ
Что лучше для самолета взлетать против ветра или против ветра? Объясните
Решение:
Если мы взлетаем против ветра, скорость над крыльями больше, чем если бы мы взлетали по ветру. Это означает, что при взлете против ветра создается больше подъемной силы, что является предпочтительной ситуацией.

Глава 15 Жидкости Q.15P
Глубина воды в озере за плотиной Гувера составляет 221 метр. Какое давление воды у основания плотины?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.16CQ
Если у вас дома есть фен и мяч для пинг-понга. попробуйте эту демонстрацию Направьте воздух из сушилки в направлении чуть выше горизонтали Затем поместите мяч для пинг-понга в поток воздуха
Если все сделано правильно, мяч останется подвешенным в воздухе Используйте эффект Бернулли, чтобы объяснить это поведение
Решение:
Если мяч помещен в поток воздуха так, что скорость воздуха по его верхней поверхности больше, чем скорость по его нижней поверхности, результатом будет более низкое давление в верхней части шара. направленная вверх сила, равная весу мяча

Глава 15 Жидкости Q.16P
CE Два стакана, 1 и 2, наполнены водой на одинаковую глубину. Стекло 1 в два раза больше диаметра стекла 2. а) Вес воды в стакане 1 больше, меньше или равен весу воды в стакане 2? (b) Давление на дне стакана 1 больше, меньше или равно давлению на дне стакана 2?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.17CQ
Предположим, питчер хочет бросить бейсбольный мяч так, чтобы он поднимался по мере приближения к бьющему.Как должен вращаться мяч, чтобы совершить этот подвиг? Объяснять.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.17P
По мере приближения штормового фронта вы замечаете, что столбик ртути на барометре достигает всего 736 мм. а) Какое давление воздуха? б) Если ртуть в этом барометре заменить водой, на какую высоту поднимется столб воды? Предположим, что давление воздуха такое же, как в части (а).
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.18P

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.19P

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.20P
Цилиндрический контейнер с площадью поперечного сечения 65,2 см2 вмещает жидкость плотностью 806 кг / м3. На дне емкости давление 116 кПа. а) Какова глубина жидкости? (b) Найдите давление на дне контейнера после добавления дополнительных 2,05 × 10-3 м3 этой жидкости в контейнер.Предположим, что жидкость не вылилась из контейнера.
Решение:

Chapter 15 Fluids Q.21P
IP Tourist Submarine Подводная лодка Deep View 66 в настоящее время разрабатывается, чтобы принять одновременно 66 туристов во время экскурсий к тропическим коралловым рифам. Согласно рекомендациям Американского общества инженеров-механиков (ASME), чтобы быть безопасным для использования человеком, Deep View 66 должен выдерживать давление 10,0 Н на квадратный миллиметр, (а) На какую глубину Deep View 66 может безопасно опускаться. в морской воде? (b) Если вместо этого подводная лодка используется в пресной воде, ее максимальная безопасная глубина больше, меньше или такая же, как в морской воде? Объясните
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.22P

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.23P
IP Вы входите в лифт, держа стакан воды, наполненный на глубину 6,9 см. Через мгновение лифт движется вверх с постоянным ускорением, увеличивая свою скорость с 0 до 2,4 м / с за 3,2 с. (а) В период ускорения давление, оказываемое на дно стакана, больше, меньше или такое же, как до того, как лифт начал движение? Объясните: (б) Найдите изменение давления, оказываемого на дно стакана, когда лифт ускоряется.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.24P
Предположим, вы наливаете воду в емкость, пока она не достигнет глубины 12 см. Затем вы осторожно наливаете оливковое масло толщиной 7,2 см, чтобы оно плавало на поверхности воды. Какое давление на дне емкости?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.25P
Что касается примера 15%, предположим, что немного растительного масла было добавлено с обеих сторон U-образной трубки.С правой стороны трубки глубина масла, как и раньше, 5,00 см. С левой стороны трубки глубина масла 3,00 см. Найдите разницу в уровне жидкости между двумя сторонами трубки.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.26P
P В качестве трюка вы хотите проглотить немного воды через очень длинную вертикальную соломинку. (А) Сначала объясните, почему жидкость движется вверх против силы тяжести в ваш рот, когда вы глотаете. . б) Какая самая высокая соломинка, из которой вы, в принципе, могли бы пить таким образом?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.27P

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.28P
Ацилиндрический контейнер высотой 1,0 м содержит ртуть до определенной глубины, d. Остальная часть цилиндра заполнена водой. Если давление в нижней части цилиндра составляет две атмосферы, какова глубина d?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.29P
CE Предсказание / объяснение Биба и Бартона В среду, 15 августа 1934 года, Уильям Биб и Отис Бартон вошли в историю, спустившись в Батисферу — по сути, стальную сферу 4.75 футов в диаметре — 3028 футов ниже поверхности океана, глубже, чем кто-либо был раньше, (а) когда батисфера была опущена, была ли на нее на глубине 10 футов выталкивающая сила больше, меньше или равной подъемной силе, действующей на него на глубине 50 футов? (b) Выберите лучшее объяснение из следующего:
I. Выталкивающая сила зависит от плотности воды, которая практически одинакова на расстояниях 10 и 50 футов.
II. Давление увеличивается с глубиной, и это увеличивает выталкивающую силу.
III. Выталкивающая сила уменьшается, когда объект опускается ниже поверхности воды.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.30P
CE Свинец более плотен, чем алюминий. (A) Поднимающая сила на твердой свинцовой сфере больше, меньше или равна выталкивающей силе на твердой алюминиевой сфере того же самого? диаметр? (б) Ваш ответ на часть (а) зависит от жидкости, вызывающей подъемную силу?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.31P
CE Рыба, засовывающая во рту камешек, плывет с небольшой постоянной скоростью в маленькой миске. Когда рыба бросает камешек на дно миски, уровень воды поднимается, опускается или остается прежним?
Решение:
Жидкость оказывает восходящую силу, когда в нее помещается объект. Эта сила возникает из-за давления, оказываемого жидкостью на этот конкретный объект.
По мере увеличения давления увеличивается и глубина. От плавучести зависит, плавает ли объект или тонет.
Рыба вытесняет некоторый объем воды, которая приобретает нейтральную плавучесть. Когда рыба держит камешек, вытесняется вода, равная ее весу и весу камешка.
Рыба регулирует свой плавательный пузырь для достижения нейтральной плавучести, когда бросает в воду камешек. Во время этой деятельности рыба вытесняет воду, равную только своему весу, а галька вытесняет воду, равную только своему собственному объему. Когда рыба роняет камешек, вытесняется меньший объем воды, что делает вывод, что уровень воды упадет.
Значит, уровень воды упадет.

Глава 15 Жидкости Q.32P
Плот имеет ширину 4,2 м и длину 6,5 м. При погрузке на плот лошадь погружается в воду на 2,7 см глубже. Какой вес у лошади?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.33P
Чтобы ходить по воде, все, что вам нужно, это пара ботинок для водных прогулок в форме лодки. Если высота каждого ботинка составляет 27 см, а ширина — 34 см, какой длины они должны быть, чтобы выдержать человека весом 75 кг?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.34P
Баллон A3,2 кг наполнен гелием (плотность = 0,179 кг / м3). Если воздушный шар представляет собой шар радиусом 4,9 м, какой максимальный вес он может поднять?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.35P
Воздушный шар с грузом имеет массу 1890 кг и объем 11430 м3. Воздушный шар парит на постоянной высоте 6,25 м над землей. Какова плотность горячего воздуха в воздушном шаре?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.36P
В лаборатории вы помещаете стакан, наполовину заполненный водой (плотность pw), на весы. Теперь вы используете струну с высоким t, чтобы подвесить кусок металла объемом v в воде. Металл полностью погружен в воду, и вода не выливается из стакана. Дайте символическое выражение изменения показаний шкалы.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.37P
· CE Predict / Explain У деревянного бруска есть стальной шарик, приклеенный к одной поверхности.Блок можно плавать с шаром «сухо» на его верхней поверхности. (A) Когда блок перевернут и шар погружен в воду, увеличивается, уменьшается или остается неизменным объем погруженной древесины. ? (b) Выберите лучшее объяснение из следующего:
I. Когда блок перевернут, шар тянет его вниз, вызывая погружение большей части блока.
II. В любом случае поддерживается одинаковая масса, поэтому количество погружаемого блока одинаково
III.Когда блок переворачивается, мяч испытывает выталкивающую силу, которая уменьшает выталкивающую силу, которую должна обеспечивать древесина.
Решение:
Рассуждение:
Принцип Архимеда гласит, что объект, полностью погруженный в жидкость, испытывает восходящую выталкивающую силу, равную по величине весу жидкости, вытесняемой объектом. Объект плавает, когда вытесняет количество жидкости, равное его весу.
Решение:
(a) Если блок перевернут, а шар погружен в воду, подъемная сила, испытываемая стальным шариком
, больше, чем подъемная сила, испытываемая деревянным блоком, поскольку вытесненный объем воды больше для стали. мяч, чем деревянный блок.В результате объем деревянного бруска, погруженного в воду, будет. Потому что выталкивающая сила прямо пропорциональна весу вытесненного объема воды
(b) Когда блок переворачивается, мяч испытывает выталкивающую силу, которая уменьшает выталкивающую силу, которая должна создаваться деревянным блоком.
Лучшее объяснение: заявление

Глава 15 Жидкости Q.38P
· CE Predict / Explain В предыдущей задаче предположим, что деревянный брусок с шаром «высоко и сухо» плавает в резервуаре с водой. (A) Когда блок перевернут, уровень воды в баке повышается, понижается или остается прежним? (b) Выберите лучшее объяснение из следующего:
I.Переворачивание блока заставляет блок плавать выше в воде, что снижает уровень воды в баке.
II. В любом случае вода поддерживает одну и ту же массу, и поэтому количество вытесняемой воды одинаково.
III. Перевернутый блок плавает ниже в воде, что вытесняет больше воды и поднимает уровень в резервуаре.
Решение:

(a)
Вес блока будет одинаковым, независимо от того, вертикальный он или перевернутый. Таким образом, та же самая масса будет поддерживаться водой, и, следовательно, объем воды, который должен быть вытеснен, чтобы плавать блок, будет таким же, когда он перевернут.В результате уровень воды в баке остается прежним.
(b)
Вес блока будет одинаковым, независимо от того, вертикальный он или перевернутый. Таким образом, та же самая масса будет поддерживаться водой, и, следовательно, объем воды, который должен быть вытеснен, чтобы плавать блок, будет таким же, когда он перевернут. В результате уровень воды в баке остается прежним. Следовательно, лучшее объяснение — (II).

Глава 15 Жидкости Q.39P

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.40P
CE Predict / Explain Ссылаясь на активный пример 15-1, предположим, что колбу с привязанным к дну деревом помещают на весы. В какой-то момент струна разрывается, и древесина поднимается на поверхность, где она плавает. (A) Когда древесина плавает, показание шкалы больше, меньше или равно предыдущему показанию? (b) Выберите лучшее объяснение из следующего:
I. Весы поддерживают одинаковую массу до и после разрыва струны, поэтому показания на шкале остаются одинаковыми.
II. Когда блок плавает, уровень воды падает, и это снижает показания шкалы.
III. Когда блок плавает, он больше не тянет колбу вверх; следовательно, значение шкалы увеличивается.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.41P
CE На планете в другой солнечной системе ускорение свободного падения больше, чем на Земле. Если вы плывете в водоеме на этой планете, вы плаваете выше, ниже или на том же уровне, что и при плавании в воде на Земле?
Решение:
Что касается плавания, то планета и Земля являются главными.Это связано с тем, что гравитация не влияет на равновесие плавающего тела, так как вес и тяга вверх изменяются одинаково.

Глава 15 Жидкости Q.42P
Надувной матрас имеет длину 2,3 м, ширину 0,66 м и глубину 14 см. Если вес самого надувного матраса составляет 0,22 кг, какую максимальную массу он может выдержать в пресной воде?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.43P
Сплошной блок прикреплен к пружинной шкале.Когда блок подвешен в воздухе, шкала показывает 20,0 Н; когда он полностью погружен в воду, шкала показывает 17,7 Н. Каковы (а) объем и (б) плотность блока?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.44P
Как и в предыдущей задаче, твердый блок подвешен на пружинной шкале. Если показание шкалы при полном погружении блока в воду составляет 25,0 Н, а показание при полном погружении в спирт плотностью 806 кг / м3 — 25.7 N, каковы (а) объем блока и (б) его плотность?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.45P
BIO Aperson весит 756 Н в воздухе и имеет процент жира в организме 28,1%. а) Какова общая плотность тела этого человека? б) Каков объем тела этого человека? (c) Найдите видимый вес этого человека, когда он полностью погружен в воду.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.46P
IP Бревно плавает в реке, причем одна четвертая ее объема находится над водой. (А) Какова плотность бревна? б) Если река уносит бревно в океан, увеличивается ли, уменьшается или остается часть бревна над водой? Объяснять.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.47P
Человек массой 81 кг и объемом 0,089 м3 спокойно плавает в воде. (А) Каков объем человека, находящегося над водой? (b) Если друг прикладывает к человеку восходящую силу F, объем человека над водой увеличивается на 0.0018 м3. Найдите силу F.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.48P

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.49P
Кусок свинца имеет форму хоккейной шайбы диаметром 7,5 см и высотой 2,5 см. Если поместить шайбу в ртутную ванну, она всплывет. Насколько глубоко под поверхностью ртути находится дно свинцовой шайбы?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.50П
свинцовый груз объемом 0,82 × 10–5 м3 опускается на леске в озеро на глубину до 1,0 м. (a) Какое натяжение требуется в леске, чтобы придать весу ускорение вверх 2,1 м / с2? (b) Если начальная глубина груза увеличивается до 2,0 м, натяжение, обнаруженное в части (a), увеличивается, уменьшается или остается прежним? Объясните: (c) Какое ускорение будет у груза, если натяжение лески будет 1,2 Н? Укажите направление и величину.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.51P
Для полива двора используйте шланг диаметром 3,4 см. вода течет из шланга со скоростью 1,1 рн / с. Если вы частично заблокируете конец шланга, так что теперь эффективный диаметр составляет 0-57 см, с какой скоростью вода будет брызгать из шланга?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.52P
Вода течет по трубе со скоростью 2,1 м / с. Найдите расход в кг / с, если диаметр трубы составляет 3,8 см.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.53P
Чтобы наполнить детский надувной бассейн, используйте садовый шланг диаметром 2,9 см. Вода течет из этого шланга со скоростью 1,3 м / с. Сколько времени потребуется, чтобы наполнить бассейн глубиной 26 см, если бассейн круглый и имеет диаметр 2,0 м?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.54P
BIO Частота пульса В состоянии покоя сердце перекачивает кровь со скоростью 5 литров в минуту (л / мин). Какой объем и масса крови перекачивается вашим сердцем за один день?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.55P
BIO Скорость крови в артериоле Типичная артериола имеет диаметр 0,030 мм и переносит кровь со скоростью 5,5 × 10-6 см3 / с. а) Какова скорость крови в артериоле? (b) Предположим, что артериола разветвляется на 340 капилляров, каждый диаметром 4,0 × 10-6 м. Какая скорость крови в капиллярах? (Низкая скорость в капиллярах благоприятна; она способствует диффузии материалов в кровь и из нее.)
Решение:

= 0,13 см / с

Глава 15 Жидкости Q.56P
IP Вода течет со скоростью 3,11 кг / с по шлангу диаметром 3,22 см. а) Какова скорость воды в этом шланге? (b) Если шланг присоединен к соплу диаметром 0,732 см, какова скорость воды в сопле? (c) Количество килограммов в секунду, протекающих через сопло, больше, меньше или равно 3,11 кг / с? Объяснять.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.57P
Река сужается на порогах от ширины 12 м до ширины всего 5 м.8 мес. Глубина реки перед порогами — 2,7 м; глубина в порогах 0,85 м. Найти скорость воды, текущей на пороге, учитывая, что ее скорость перед порогом составляет 1,2 м / с. Предположим, река имеет прямоугольное поперечное сечение.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.58P
BIO Сколько капилляров? Аорта имеет внутренний диаметр примерно 2,1 см по сравнению с диаметром капилляра, который составляет примерно 1,0 × 10-5 м (10 мкм). Кроме того, средняя скорость How составляет примерно 1.0 м / с в аорте и 1,0 см / с в капилляре. Если предположить, что вся кровь, которая течет через аорту, также течет через капилляры, сколько капилляров имеет кровеносная система?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.59P
BIO Зубной налет на артерии Наращивание налета на стенках артерии может уменьшить ее диаметр с 1,1 см до 0,75 см. Если скорость кровотока составляла 15 см / с до достижения области накопления бляшки, найдите (а) скорость кровотока и (б) падение давления в области бляшки.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.60P
Горизонтальная труба содержит воду под давлением 110 кПа, текущую со скоростью 1,6 м / с. Когда труба сужается до половины своего первоначального диаметра, каковы (а) скорость и (б) давление воды?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.61P

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.62P
IP Вода течет через горизонтальную трубку диаметром 2,8 см, соединенную со второй горизонтальной трубкой диаметром 1,6 см. Перепад давления между трубками составляет 7,5 кПа. а) Какая трубка имеет более высокое давление? б) Какая трубка имеет более высокую скорость потока? {c) Найдите скорость потока в первой трубке.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.63P
Садовый шланг прикреплен к водопроводному крану на одном конце и к распылительной насадке на другом конце.Водопроводный кран открыт, но форсунка выключена, чтобы вода не протекала по шлангу. Шланг лежит на земле горизонтально, и струя воды разбрызгивается вертикально из небольшой протечки на высоту 0,68 м. Какое давление внутри шланга?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.64P
Пружина резервуара для воды дает течь. Найдите скорость воды, выходящей из отверстия, если утечка находится на 2,7 м ниже поверхности воды, открытой в атмосферу.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.65P
(a) Найдите перепад давления на крыле самолета, если воздух течет по верхней поверхности со скоростью 115 м / с, а по нижней поверхности со скоростью 105 м / с. . (b) Если площадь крыла составляет 32 м2, какова чистая направленная вверх сила, действующая на крыло?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.66P
Во время отпуска вы смотрите в иллюминатор и удивляетесь силе, действующей на окно.Предположим, что воздух за окном движется со скоростью примерно 170 м / с вскоре после взлета, и что воздух внутри самолета находится под атмосферным давлением, (a) Найдите разницу давлений между внутренней и внешней стороной окна, (b ) Если размер окна составляет 25 см на 42 см, найдите силу, оказываемую на окно давлением воздуха.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.67P
IP Во время грозы ветер со скоростью 47,7 м / с дует на плоскую крышу площадью 668 м2.а) Найдите величину силы, действующей на крышу в результате этого ветра. (б) Сила, действующая на крышу, направлена ​​вверх или вниз? Объяснять.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.68P
В садовом шланге диаметром 0,63 дюйма течет вода со скоростью 0,78 м / с и давлением 1,2 атмосферы. На конце шланга находится сопло диаметром 0,25 дюйма. Найдите (а) скорость воды в сопле и (б) давление в сопле.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.69P
IP Вода течет в цилиндрической горизонтальной трубе. Когда труба сужается до половины своего первоначального диаметра, давление в трубе изменяется: (а) Давление в узкой области больше, меньше или равно начальному давлению? Объясните: (б) Рассчитайте изменение давления между широкой и узкой участками трубы. Ответьте символически, используя плотность воды p и ее начальную скорость v.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.70P
BIO Вазодилатация Когда организму требуется повышенная скорость кровотока в определенном органе или мышце, это может быть достигнуто путем увеличения диаметра артериол в этой области. Это называется расширением сосудов. Какой процент увеличения диаметра артериолы требуется для удвоения объемной скорости кровотока при сохранении всех остальных факторов?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.71P
BIO (a) Найдите объем крови, который течет в секунду через легочную артерию, как описано в Примере 15-10. (б) Если радиус артерии уменьшается на 18%, на какой фактор уменьшается скорость кровотока? Предположим, что все остальные свойства артерии не изменились.
Решение:

Следовательно, скорость потока уменьшается в 2,2 раза

Глава 15 Жидкости Q.72P
· BIO Окклюзия артерии Предположим, что окклюзия артерии уменьшает ее диаметр на 15%, но объемный расход крови в артерии остается прежним.Во сколько раз увеличился перепад давления по длине этой артерии?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.73P
IP Вода при температуре 20 ° C течет через горизонтальный садовый шланг со скоростью 5,0 × 10–4 м3 / с. Диаметр садового шланга 2,5 см. а) Какая скорость воды в шланге? (b) Каков перепад давления на 15-метровом шланге? Предположим, что площадь поперечного сечения шланга уменьшилась вдвое, но длина и падение давления остались прежними. (C) От какого фактора | | менять? (d) На какой фактор изменяется объемный расход? Объясните,
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.74GP

Решение:
Различные уровни воды в трубке и в основном корпусе погодного стекла показывают разницу в давлении между атмосферой и внутри погодного стекла. По мере приближения системы низкого давления атмосферное давление падает. Это позволяет поднять уровень воды в трубке.

Глава 15 Жидкости Q.75GP
CE Воздушный шар, наполненный гелием для празднования дня рождения, везут домой на машине. Воздушный шар прикреплен к веревке, и пассажир держит нижний конец веревки на коленях.Когда автомобиль стоит на знаке остановки, верёвка находится в вертикальном положении. По мере того, как автомобиль ускоряется от света, трос, идущий к воздушному шару, наклоняется вперед, отклоняется назад или остается вертикальным?
Решение:
Решение:
Если автомобиль ускоряется вперед, воздух внутри автомобиля смещается в сторону задней части, и поэтому пассажиры прижимаются к своим сиденьям, что увеличивает давление воздуха внутри автомобиля спереди назад. По плавучести баллон, наполненный гелием, движется в направлении уменьшения давления.Таким образом, воздушный шар движется к передней части автомобиля.

Глава 15 Жидкости Q.76GP
· CE Predict / Explain Человек плавает в лодке в небольшом бассейне на заднем дворе. Внутри лодки с человеком лежат несколько кирпичей. (А) Если человек бросает кирпичи за борт на дно бассейна, уровень воды в бассейне повышается, понижается или остается прежним? (b) Выберите лучшее объяснение из следующего:
I. Когда кирпичи тонут, они вытесняют меньше воды, чем когда они плавали в лодке; следовательно, уровень воды понижается.
II. В любом случае в бассейне одинаковая масса (лодка + кирпичи + человек), поэтому уровень воды остается прежним.
III. Кирпичи вытесняют больше воды, когда опускаются на дно, чем когда они находились над водой в лодке; поэтому уровень воды увеличивается.
Решение:
(a)
Представьте, что человек роняет кирпичи за борт на дно бассейна, отделив такой же объем воды. Поэтому уровень воды в бассейне увеличивается.
(b)
Кирпичи вытесняют больше воды, когда опускаются на дно, чем когда они находились над водой в лодке.Следовательно, уровень воды повышается.
Следовательно, лучшим объяснением среди приведенных вариантов является (III).

Глава 15 Жидкости Q.77GP
CE Человек плавает в лодке в небольшом бассейне на заднем дворе. Внутри лодки с человеком несколько деревянных блоков. Предположим, человек теперь бросает деревянные бруски в бассейн, где они плавают. (А) Плывет ли лодка выше, ниже или на том же уровне относительно воды? б) Уровень воды в бассейне повышается, понижается или остается неизменным?
Решение:
Концепция:
Принцип Архимеда гласит, что объект, полностью погруженный в жидкость, испытывает восходящую выталкивающую силу, равную по величине весу жидкости, вытесняемой объектом.
Решение:
(a) Когда человек бросает деревянные бруски в бассейн, лодка несет уменьшенный вес. Таким образом, он плавает выше относительно воды.
(b) Уровень воды в бассейне остается прежним, потому что деревянные блоки вытесняют такое же количество воды, как в воде или в лодке. В обоих случаях они вытесняют объем воды весом, равным их весу.

Глава 15 Жидкости Q.78GP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.79GP
CE Кастрюля, наполовину заполненная водой, помещается рядом с движением вращающегося подноса. Нормаль к поверхности воды в поддоне наклонена наружу от оси вращения, наклонена внутрь к оси вращения, или же поверхность воды ровная, а нормаль вертикальная? (Обратитесь к проблеме 68 в главе 6 для подобной ситуации.)
Решение:
РЕШЕНИЕ:
По мере удаления от оси вращения уровень воды в поддоне увеличивается. В результате любое количество воды в поддоне будет испытывать результирующую силу, направленную к оси вращения, как при круговом движении.Следовательно, поверхность воды в поддоне наклонена внутрь к оси вращения.
Глава 15 Жидкости Q.80GP
Решение:
Дано:
Ответ: Он останется там, где был выпущен.
Мрамор будет оставаться там, где он был выпущен, потому что поверхность воды перпендикулярна местной эффективной силе тяжести вращающегося поворотного стола, даже если сама вода не течет внутрь или наружу, когда она заполняется под этим углом.
Если вода заморожена и на ее поверхность положить шарик, мрамор останется таким же, как и жидкая вода до того, как он заморозился.

Глава 15 Жидкости Q.81GP
CE BIO Сфигмоманометр «Когда артериальное давление человека измеряется с помощью устройства, известного как сфигмоманометр, оно измеряется на руке примерно на том же уровне, что и сердце. Если бы вместо этого измерение проводилось на ноге пациента, было бы показание сфигмоманометра больше, меньше или было бы таким же, как при измерении на руке?
Решение:
РЕШЕНИЕ:
Давление в жидкости увеличивается с глубиной.Показание артериального давления на сфигмоманометре при измерении на ноге больше, чем на руке. Это связано с тем, что нога стоящего человека находится ниже уровня сердца (или руки).

Глава 15 Жидкости Q.82GP
На какой глубине ниже поверхности океана давление равно двум атмосферам?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.83GP
Сверхзвуковая эрозия При гидроабразивной резке поток сверхзвуковой воды используется для разрезания материалов, от листов бумаги до твердых стальных пластин.Вода удерживается в резервуаре при давлении 59,5 фунтов на квадратный дюйм и выходит через небольшое отверстие с высокой скоростью. Найдите выходную скорость воды и сравните со скоростью звука.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.84GP
8 ноября 2002 г. на Лейк-Шор Драйв в Чикаго прорвалась водопроводная магистраль, в результате чего вода устремилась вверх на высоту 8,0 футов. Какое было давление в трубе?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.85GP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.86GP
BIO Выходная мощность сердца Выходная мощность сердца определяется произведением среднего кровяного давления 1,33 Н / см2 и скорости потока 105 см3 / с. а) Найдите силу сердца. Ответьте в ваттах. Б) Сколько энергии тратит сердце за день? (c) Предположим, что энергия, указанная в части (b), используется для подъема человека весом 72 кг вертикально на высоту h. Найдите h в метрах.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.87GP
Наземный бассейн на заднем дворе имеет форму большой хоккейной шайбы с круглым дном и вертикальной стенкой по периметру. Диаметр бассейна 4,8 м, глубина 1,8 м. Найдите общую внешнюю силу, прилагаемую водой к вертикальной стенке бассейна, предполагая, что бассейн полностью заполнен.
Решение:

.

Глава 15 Жидкости Q.88GP
Блок Asolid подвешен на пружинной шкале. Когда блок находится в воздухе, шкала показывает 35.0 Н, при погружении в воду шкала показывает 31,1 Н, а при погружении в масло — 31,8 Н. (а) Какова плотность блока? б) Какова плотность масла?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.89GP
Деревянный блок плотностью 710 кг / м3 и объемом 0,012 м3 прикреплен к верхней части вертикальной пружины, постоянная силы которой k = 540 Н / м. Найдите величину, на которую пружина растягивается или сжимается, если она и деревянный брусок (а) находятся в воздухе или (б) полностью погружены в воду.[Плотностью воздуха можно пренебречь в части (а).]
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.90GP
IP Плавающий шар и блок Деревянный блок весом 1,25 кг имеет железный шар радиусом 1,22 см, приклеенный к одной стороне, (a) Если блок плавает в воде с железным шаром «высоко» и сухой », какой объем древесины погружается в воду? (b) Если теперь брусок перевернуть так, чтобы железный шар был полностью погружен в воду, увеличивается, уменьшается или остается прежним объем древесины, погруженной в воду? Объясните: (c) Рассчитайте объем древесины, который погружается в воду, когда блок находится в перевернутом положении.
Решение:

.

Chapter 15 Fluids Q.91GP
Делая ставку, вы пытаетесь удалить воду из стакана, продувая верх вертикальной соломинки, погруженной в воду. С какой минимальной скоростью вы должны придать воздуху в верхней части соломинки, чтобы вода поднималась вверх на высоту 1,6 см?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.92GP
Глубина атмосферы Евангелиста Торричелли (1608–1647) первым выдвинул идею о том, что мы живем на дне воздушного океана.(а) Учитывая значение атмосферного давления у поверхности Земли и тот факт, что в космическом вакууме существует нулевое давление, определите глубину атмосферы, предполагая, что плотность воздуха и ускорение свободного падения постоянны. , (б) Согласно этой модели, каково атмосферное давление на вершине горы. Эверест, 29 035 футов над уровнем моря. (На самом деле плотность воздуха и ускорение свободного падения уменьшаются с высотой, поэтому полученный здесь результат меньше реальной глубины атмосферы.Тем не менее, это разумная первая оценка.)
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.93GP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.94GP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.95GP
IP Плавательный бассейн на заднем дворе имеет круглую форму и вмещает воду до одинаковой глубины 38 см. Он имеет диаметр 2,3 м и заполнен не полностью. (А) Какое давление на дне бассейна? б) Если человек входит в бассейн и мирно плавает, давление на дне бассейна увеличивается, уменьшается или остается прежним? (c) Рассчитайте давление на дне бассейна, если плавающий человек имеет массу 72 кг.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.96GP
Исследователь находит твердую породу, состоящую из гранита (p = 2650 кг / м3) и золота. Если объем породы составляет 3,55 × 10–4 м3, а ее масса равна 3,81 кг, (а) какая масса золота содержится в породе? Какой процент горной породы составляет золото по (б) объему и (в) массе?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.97GP
Максимальная глубина земной коры Считайте породы земной коры флюидом с плотностью 3.0 × 103 кг / м3. В этом предположении давление на глубине h внутри земной коры равно P = Pat + pgh. Если максимальное давление, которое порода земной коры может выдержать перед разрушением, составляет 1,2 × 103 Па, найдите максимальную глубину земной коры. (Ниже этой глубины корка превращается из твердого в пластичный материал.)
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.98GP
IP (a) Если натяжение струны в Активном примере 15-1 составляет 0,89 Н, каков объем древесины? Предположим, что все остальное остается прежним. (Б) Если веревка разрывается и дерево всплывает на поверхность, уровень воды в колбе повышается, понижается или остается прежним? Объясните: (c) Предполагая, что колба цилиндрическая с площадью поперечного сечения 62 см2, найдите изменение уровня воды после разрыва струны.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.99GP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.100GP
Жестяная банка заполнена водой на глубину 39 дюймов. Отверстие на 11 см выше дна банки дает струю воды, направленную под углом 36 ° к горизонту. Найдите (а) дальность и (б) максимальную высоту этого водного потока
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.101GP
BOA человек весит 685 Н в воздухе, но только 497 Н, когда он стоит в воде по бедра. Найдите (а) объем каждой ноги человека и (б) массу каждой ноги, предполагая, что они имеют плотность, которая в 1,05 раза больше плотности воды.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.102GP
По горизонтальной трубе проходит масло с коэффициентом вязкости 0,00012 Н · с / м2. Диаметр трубы 5,2 см, длина 55 м. (a) Какой перепад давления требуется между концами этой трубы, если масло должно течь со средней скоростью 1?2 м / с? б) Каков объемный расход в этом случае?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.103GP
BIO Пациенту вводят инъекцию с помощью иглы для подкожных инъекций длиной 3,3 см и диаметром 0,26 мм. Предполагая, что вводимый раствор имеет ту же плотность и вязкость, что и вода при 20 ° C, найдите разницу давлений, необходимую для впрыскивания раствора со скоростью 1,5 г / с.
Решение:

= 320 кПа

Глава 15 Жидкости Q.104GP
Воздушный взрыв над Пенсильванией Вечером 23 июля 2001 года метеор пролетел над небом Пенсильвании, создав впечатляющий огненный шар перед взрывом в атмосфере с выделением энергии в 3 килотонны в тротиловом эквиваленте. Волна давления от взрыва вызвала повышение давления на 0,50 кПа, достаточное, чтобы разбить некоторые окна. Найдите силу, которую это «избыточное давление» окажет на 34 дюйма. × 46 дюймов окно. Ответьте в ньютонах и фунтах.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.105GP
Двигаясь над своим разрушителем мифов Свинцовый шар В одном из эпизодов «Разрушителей легенд» Джейми и Адам пытаются сделать свинцовый шар, который будет плавать при наполнении гелием. Созданный ими шар имел форму куба и 10 футов в ширину. Они использовали тонкую свинцовую фольгу, которая придавала готовому воздушному шару массу 11 кг. а) Какова была толщина фольги? (б) Плавал бы свинцовый шар, если бы он был наполнен гелием? (c) Если воздушный шар все-таки парит, какую массу он сможет поднять в дополнение к своей массе?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.106GP
IP Кастрюля, наполовину заполненная водой, помещается в кузов внедорожника. (a) Когда внедорожник движется по автостраде с постоянной скоростью, поверхность воды в поддоне наклонена вперед или назад? Объясните: (b) Предположим, внедорожник ускоряется в прямом направлении с постоянным ускорением a. Наклонена ли поверхность воды вперед или назад? Объяснять. (c) Покажите, что угол наклона 0 в части (b) имеет величину, определяемую как tan 6 = a / g, где g — ускорение свободного падения.
Решение:
Решение:
(a) Поскольку внедорожник движется с постоянной скоростью, нет чистой внешней силы по отношению к системе Pan-SUV, и, таким образом, вес и нормальная сила взаимно компенсируются. Поверхность воды в поддоне ровная.
(b) На внутреннем расстоянии, там ускоряется скорость, создаваемая x-dlrectlonthlsleadstowlndspeed, генерируемая над поверхностью воды. Скорость ветра S выше в точке fr,), где он только встречает поддон, и скорость замедляется на заднем конце и поддоне из-за резистивных сил.Согласно уравнению Бемуара, это приводит к увеличению давления в задней части.

Глава 15 Жидкости Q.107GP
Деревянный блок с площадью поперечного сечения A, высотой H и плотностью p1 плавает в жидкости с плотностью p2. Если блок сместить вниз, а затем отпустить, он будет колебаться с простым гармоническим движением. Найдите период его движения.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.108GP
Круглое деревянное бревно диаметром 73 см всплывает на половину своего радиуса из воды.Какая плотность бревна?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.109GP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.110GP
Жеода — это полая порода с твердой оболочкой и внутренним пространством, заполненным воздухом. Предположим, конкретная жеода весит в воздухе вдвое больше, чем при полном погружении в воду. Если плотность твердой части жеоды составляет 2500 кг / м3, какая часть объема жеоды является полой?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.111GP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.112GP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.113GP
Полый кубический ящик со стороной 0,29 м со стенками пренебрежимо малой толщины плавает, при этом 35% его объема погружено в воду. Какую массу воды можно добавить в ящик, прежде чем он утонет?
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.114PP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.115PP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.116PP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.117PP

Решение:

Глава 15 Жидкости Q.118IP
· · IP Обратимся к примеру 15-4. Предположим, мы используем другое растительное масло, которое имеет более высокую плотность, чем масло в примере 15-4. (а) Если все остальное останется прежним, будет ли разница высот h увеличиваться, уменьшаться или оставаться такой же? Объясните: (b) Найдите разницу высот для масла с плотностью 9.60 × 102 кг / м3.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.119IP
Ссылаясь на Пример 15-4 Найдите перепад высот h, если глубина масла увеличивается до 7,50 см. Предположим, что все остальное в проблеме остается прежним.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.120IP
Ссылаясь на Пример 15-9 (a) Найдите высоту H, необходимую для получения D = 0,655 м. Предположим, что все остальное в задаче остается прежним. (B) Найдите глубину h, необходимую для того, чтобы D = 0.455 дюймов. Предположим, что все остальное в проблеме остается прежним.
Решение:

Глава 15 Жидкости Q.121IP
Ссылаясь на пример 15-9 Предположим, что и h, и H увеличиваются в два раза. Во сколько раз увеличивается расстояние D?
Решение:

Что такое Изостази?

Теперь, когда мы рассмотрели концепцию
литосферы и астеносферы, мы можем рассматривать принцип изостазии (или просто «изостазии»), который
применение закона плавучести Архимеда к Земле.Знание
isostasy поможет вам понять высоту горных хребтов и
характер гравитационных аномалий. Чтобы обсудить изостазию, мы должны сначала рассмотреть
Закон Архимеда.

Закон Архимеда гласит, что при размещении
деревянный брусок в ванне, наполненной водой, блок тонет, пока масса
вода, вытесняемая блоком, равна массе всего блока

(Рисунок а ). Так как древесина менее плотная, чем
вода, часть блока выступает над водой, как айсберг
выступает над морем. Когда вы размещаете два деревянных блока разных
толщины в воду, поверхность более толстого блока плавает выше, чем
поверхность более тонкого блока, но доля толстого блока выше
вода такая же, как доля тонкого блока над водой.Таким образом, основание толстого блока лежит на большей глубине, чем основание
тонкий блок.

Теперь представьте, что вы кладете два деревянных блока одинаковой толщины, но
разной плотности в воде; это будет так, если будет сделан один блок
из дуба, а другой из сосны. Плотный дубовый блок плавает ниже, чем
менее плотный брус сосны. Отметим, что в эксперименте давление в
вода у дна ванны одинакова, независимо от того, какой блок плавает
выше. Кроме того, если вы надавите или потянете на поверхность блока, он
больше не плавают на должной глубине.

Если провести аналогию между реальными
Земля и наш эксперимент с ванной, литосфера играет роль деревянного
блоки и астеносфера играет роль воды. Для заданной толщины
литосферы поверхность более плавучей литосферы плавает выше, чем
поверхность менее плавучей литосферы, если литосфера может свободно плавать.
Далее, давление в астеносфере на глубине значительно ниже основания
литосферы одинаковы независимо от толщины и / или плотности
литосфера плавает выше (если литосфера плавает должным образом
глубина).

Мы называем глубину астеносферы, на которой одинаковое давление,
независимо от местоположения, глубина компенсации . С этим изображением
имея в виду плавающую литосферу, мы можем теперь сформулировать принцип
isostasy более формально следующим образом: Когда свободно перемещаться по вертикали,
литосфера плавает на соответствующем уровне в астеносфере, так что , что
давление на глубине компенсации в астеносфере значительно ниже
основание литосферы то же.При выполнении этого условия мы
говорят, что литосфера «изостатически компенсирована» или находится в «изостатической
равновесия ».

Другой способ изобразить изостатическое равновесие:
следует. Если местоположение в литосфере океана и местоположение в
континентальная литосфера изостатически компенсирована, тогда столбец из
поверхность Земли до глубины компенсации в месте расположения океана имеет
такой же массы, как столб такого же диаметра на той же глубине в континентальной части
расположение (рисунок б).

Существуют океанические бассейны
потому что кора океана более плотная и тонкая, чем континентальная кора, и, следовательно,
литосфера океана погружается в астеносферу глубже, чем континентальная
литосфера. Вода с низкой плотностью заполняет пространство между поверхностью
океаническая кора и поверхность Земли.

Обратите внимание: имея в виду изостазию, мы видим, что
изменение относительных пропорций коры и мантии в литосфере
изменит глубину погружения литосферы и, таким образом, изменит
возвышение поверхности литосферы.Это происходит потому, что породы земной коры
менее плотные, чем мантийные породы.

Например, если мы увеличим долю
плавучая кора (утолщение коры под горным хребтом или
нижележащая магма до основания коры), поверхность литосферы лежит
выше, а если убрать плотную литосферную мантию с основания плиты,
тарелка поднимается. Если литосфера не плавает на нужной глубине, мы
говорят, что литосфера «некомпенсирована». Некомпенсированная литосфера может
возникают, например, там, где находится относительно плавучий кусок литосферы.
встроен в обширную область менее плавучей литосферы.

Из-за
жесткость на изгиб, окружающая литосфера может удерживать плавучую деталь
на уровне ниже уровня, на который он поплыл бы, если бы ему не препятствовали. Наличие
некомпенсированная литосфера вызывает аномалии силы тяжести. Положительные аномалии
(гравитационное притяжение больше ожидаемого) возникают там, где есть избыточная масса,
в то время как отрицательные аномалии (гравитационное притяжение меньше ожидаемого) возникают там, где
слишком мало массы.

.