Зборнік задач па фізіцы
7 клас
Памер: 160с.
Мінск 2012
б) маса вады ў шклянках ад-нолькавая?
422. (э) Сканструюйце з пластыкавай бутэлькі пры-бор, выкарыстаўшы які можна прадэманстраваць, што гідрастатычны ціск расце па меры павелічэння глыбіні апускання.
423. (э) Вызначце ціск вады на дно шклянкі. Пера-ліце ваду ў пасудзіну з меншым дыяметрам і высвет-ліце, як і ў колькі разоў зменіцца ціск вады на дно.
424. (э) Наліце ў шклянку ваду і алей. Вызначце ціск змесціва шклянкі на дно.
425. * (э) Вызначце змяненне ціску вады на дно шклянкі пры поўным апусканні ў яе драўлянага бруска.
19
ГІДРАЎЛІЧНЫЯ МЕХАНІЗМЫ. САЗЛУЧАНЫЯ САСУДЫ
Пытанні для самакантролю
• У якіх суадносінах знаходзяцца сілы ціску, якія дзей-нічаюць на вялікі і малы поршні гідраўлічнага прэса?
• Ці можна атрымаць выйгрыш у рабоце з дапамогай гідраўлічнага прэса?
• Якімі ўстанаўліваюцца вышыні ўзроўняў свабодных паверхняў вадкасцей у сазлучаных сасудах?
• Ці залежыць вышыня ўзроўню свабоднай паверхні аднароднай вадкасці ў сазлучаных сасудах ад формы сасудаў?
Прыклады рашэння задач
Прыклад 1. Плошча малога поршня гідраўлічнага прэ-са 5t = 5,0 см2, а плошча вялікага — S2 = 600 cm2. Ha малы поршань прэса дзейнічае сіла ціску F^ = 500 Н. Вызначце сілу ціску вадкасці на вялікі поршань прэса.
Рашэнне. Гідраўлічны прэс уяўляе сабой сазлучаныя сасуды рознага дыяметра, запоўненыя вадкасцю і за-крытыя поршнямі. Калі да малога поршня плошчай ^ прыкласці сілу Fv то ціск, які ствараецца гэтай сілай
на паверхню вадкасці, рх = —. Згодна з законам Пас-
121
каля гэты ціск перадаецца ва ўсе пункты вадкасці без змянення. Таму ціск вадкасці на вялікі поршань прэса F2
Р2
Такім чынам, — = —^ ^2
Адкуль F2 = Fx-^,
F2 = 500 Н • 600 СМ„2 = 6 -104 Н = 60 кН.
2 5,0 см2
Запішам рашэнне ў стандартным выглядзе.
Дадзена:
Sx = 5,0 cm2
S2 = 600 cm2
Fx = 500 H
F2 - ?
Рашэнне
п - п ^ - ^2 F - F ^2
Р2 Рі' с “ с ’ -^2 “ М с ’
F = 500 Н - 600 см2 = 6•104 Н = 60 кН.
2 5,0 см2
Адказ: F^ = 60 кН.
Прыклад 2. У сазлучаныя сасуды рознага дыяметра наліта вада (мал. 140). У правае калена далілі газы,
Мал. 140
122
вышыня слупа якой h2 = 20 см. Вызначце, на колькі вышыня слоя вады меншая за вышыню слоя газы.
Рашэнне. Вадкасці знаходзяцца ў раўнавазе, такім чынам, гідрастатычныя ціскі, створаныя вадой і га-зай, на ўзроўні падзелу вады і газы рх = р2, або £РЛ = gP2h2.
Выразім з гэтай роўнасці вышыню слупа вады Ар
/1, = ^, h. = Pl
0,80 —-20 cm CM3
1,0 —
CM3
= 16 CM.
Такім чынам, A/? = h2 - hx = 20 cm - 16 cm = 4,0 cm. Запішам рашэнне ў стандартным выглядзе.
Дадзена:
h2 - 20 см
Pl = t0 '
CM3
р2 = О,8оЛ. см
Рашэнне
Р1 = Р^ gP\hl = gP2h2’
\ ^ RA, М = h2 - hv
Mi - ?
0,80 —-20 cm hx =------—-----------= 16 cm,
1,0 —
CM3
Mi = 20 cm — 16 cm = 4,0 cm.
Адказ: вышыня слоя вады газы на М = 4,0 см.
меншая за вышыню слоя
123
426. Які выйгрыш у сіле дае паказаны на малюн-ку 141 гідраўлічны прэс? Ці зменіцца яго велічыня, ка-лі замест масла выкарыстаць у прэсе іншую вадкасць? Які ціск перадаецца вадкасцю на вялікі поршань?
427. Ці аднолькавыя ціскі вадкасцей дзейнічаюць на кран К з розных бакоў (мал. 142) у сазлучаных сасудах у выпадках а, б, ві Ці будзе пералівацца вад-касць з аднаго сасуда ў іншы, калі кран адкрыць? Калі будзе, то ў якім выпадку?
Мал. 142
428. Якія сасуды можна запоўніць вадкасцю да-верху (мал. 143)? Чаму?
124
Мал. 144
429. У сазлучаныя сасуды наліта вада (мал. 144). Маса вады ў шырокім сасудзе большая, чым у вузкім. Чаму вада не пераліваецца з шырокага сасуда ў вузкі?
430. Ці справядлівы закон сазлучаных сасудаў ва ўмовах бязважкасці?
431. Якой з леек, прадстаўленых на малюнку 145, а, б, в, вы аддасце перавагу для паліву агарода? Чаму?
Мал. 145
432. Поршань гідраўлічнага прэса аказвае на пра-суемую дэталь ціск р = 480 кПа. Вызначце плошчу гэтага поршня, калі сіла ціску, якая дзейнічае на яго, F = 120 кН.
433. Гіру масай т = 5,0 кг паставілі на вялікі пор-шань гідраўлічнага прэса (мал. 146). Вызначце сілу
125
Мал. 146
ціску, якая дзейнічае на малы поршань, калі поршні ў гідраўлічным прэсе знаходзяцца ў раўнавазе.
434. Поршні гідраўлічнага прэса знаходзяцца на адным узроўні. Плошча аднаго поршня ў п = 12 разоў большая за плошчу другога. На малы поршань паклалі цела масай тх = 0,5 кг. Вызначце масу цела, якое трэ-ба пакласці на вялікі поршань, каб поршні засталіся на адным узроўні.
435. Малы поршань гідраўлічнага прэса пад дзеян-нем сілы Fx = 500 Н апусціўся на h{ = 12 см. Вызнач-це сілу ціску, якая дзейнічае на вялікі поршань, калі ён падняўся на вышыню h2 = 4,0 см.
436. Малы поршань гідраўлічнага прэса плошчай S, = 10 см2 пад дзеяннем сілы F{ = 400 Н апусціўся на hx = 16 см. Вызначце вагу грузу, паднятага вялікім поршнем, калі плошча вялікага поршня S2 = 80 см2. На якую вышыню падняўся вялікі поршань?
437. Параўнайце ціскі, ствараемыя аднароднай вад-касцю, налітай у сазлучаныя сасуды (мал. 147), у пунктах:
a) A і В;
б) С і 0;
в) В і М.
126
A
CD D
Мал. 147 Мал. 148
438. Вызначце, якая вадкасць наліта ў сазлучаныя сасуды (мал. 148), калі ў пункце D гідрастатычны ціск р = 2,0 кПа.
439. У сазлучаныя сасуды, падзеленыя кранам К, наліта вада (мал. 149). Вызначце, на колькі гідраста-тычны ціск у пункце А большы, чым у пункце В.
Мал. 150
440. У сазлучаныя сасуды, плошчы папярочных сячэн-няў якіх аднолькавыя (мал. 150), наліта вада. У пачат-ковым становішчы кран К закрыты. Вызначце гідра-статычны ціск у пункце А, калі кран адкрыць.
127
441. У пасудзіну з вадой устаўлена высокая трубка, шюшча папярочнага сячэння якой 5 = 2,0 см2. У труб-ку налілі мапіыннае масла масай т = 90 г. Вызначце рознасць узроўняў масла і вады.
442. * Вышыня слупа вады ў адным з сазлучаных сасудаў hx = 40,0 см, а ў другім — /г2 = 10,0 см (мал. 151). У якім напрамку будзе пералівацца вада, калі адкрыць кран? На колькі зменіцца ўзровень вады ў правым сасудзе? Вызначце аб’ём вады, якая перальецца з адна-го сасуда ў другі, калі правы сасуд мае плоіпчу папя-рочнага сячэння 5t = 10,0 см2, а левы — 52 = 20,0 см2.
Мал. 151
443. У вертыкальныя адкрытыя цыліндрычныя са-злучаныя сасуды, плошчы папярочных сячэнняў якіх адрозніваюцца ў zz = 4 разы, наліта вада. Вызначце масу вады ў шырокім сасудзе, калі вага вады ў вузкім сасудзе р = 1,5 Н.
444. * У адкрытыя зверху цыліндрычныя сазлу-чаныя сасуды, размешчаныя вертыкальна, налілі ваду. Плоіпча папярочнага сячэння шырокага цыліндра ў ча-тыры разы большая за плошчу папярочнага сячэння вузкага цыліндра. У вузкі цыліндр налілі газу, вышы-ня слупа якой h^ = 20,0 см. На колькі павялічыўся ўзровень вады ў шырокім цыліндры і на колькі па-меншыўся ў вузкім цыліндры?
128
445. * У сазлучаных сасудах (мал. 152) знаходзяцца вада і машыннае масла. Вы-іпыня слупа масла h2 = 10 см. Вызначце розніцу паміж узроўнямі масла і вады.
446. * У сазлучаныя сасуды, плошчы ся-чэнняў якіх неаднолькавыя, наліта ртуць. Вызначце рознасць узроўняў ртуці ў са-судах пасля таго, як у вузкі сасуд сячэн-нем 5 = 4,0 см2 дадаткова налілі т = 136 г
Мал. 152
вады.
447. * У аднолькавыя сазлучаныя сасуды наліваюць ртуць. Затым у адзін сасуд даліваюць мавіыннае мас-ла, а ў другі — ваду. Межы падзелу ртуці з маслам і вадой у абодвух сасудах знаходзяцца на адным узроў-ні. Вызначце вышыню слупа вады, калі вышыня слупа машыннага масла hA = 20 см.
448. * У дзве сазлучаныя цыліндрычныя трубкі з рознымі дыяметрамі наліта ртуць. У шырокую трубку нлошчай папярочнага сячэння 5( = 8,0 см2 апусцілі драўляны брусок масай т = 272 г. Вызначце рознасць узроўняў ртуці ў трубках.
449. * Дыяметр аднаго з сазлучаных сасудаў у п = = 2,0 разы большы за дыяметр другога. Спачатку ў сасуд налілі ртуць, а затым у вузкі сасуд дадаткова налілі слой вады вышынёй // = 68 см. Вызначце, на колькі ўзровень ртуці ў шырокім сасудзе стаў вышэй-шы за першапачатковы.
450. * У аднолькавыя сазлучаныя сасуды наліта ртуць. Над слоем ртуці ў адзін сасуд наліваюць слой машыннага масла вышынёй hx = 48 см, а ў другі — слой газы вышынёй h2 = 20 см. Вызначце рознасць узроўняў ртуці ў сасудах.
5 Зак. 2875
129
451. * У сазлучаныя сасуды, плошчы папярочных сячэнняў якіх адрозніваюцца ў д = 2 разы, наліта вад-кг
касць шчыльнасцю р = 1200 —у. Сасуд з большай пло-м
шчай папярочнага сячэння падключаюць да помпы і памяншаюць ціск над слупам вадкасці ў гэтым сасудзе на \р = 3,6 кПа. Вызначце змяненне вышыні слупа вадкасці ў гэтым сасудзе.
452. * Два сазлучаныя сасуды вышынёй h запоўне-h
ны да ўзроўню — вадкасцю, шчыльнасць якой р. На
паверхні вадкасці ў шырокім сасудзе, плоіпча папяроч-нага сячэння якога Sv ляжыць бязважкі поршань. На поршань пачынаюць асцярожна насыпаць пясок. Вы-значце масу т няску, нры якой вадкасць пачне вылівац-ца з вузкага сасуда. Плошча сячэння вузкага сасуда 52-453.* На шалях раўнаплечых вагаў стаяць адноль-кавыя цыліндрычныя сасуды з вадой, злучаныя ўнізе трубкай. Ці парушыцца раўнавага вагаў, калі ў адзін з сасудаў апусціць невялікі драўляны брусок?
454. (э) Выкарыстаўшы злучальную трубку і два шпрыцы з рознымі дыяметрамі, сканструюйце гідраў-лічны прэс.
455. (э) У вашым распараджэнні ёсць U-падобная трубка, лінейка, вада і алей. Выкарыстаўшы гэта аб-сталяванне, складзіце некалькі эксперыментальных за-дач і рашыце іх.
20
ВЫМЯРЭННЕ АТМАСФЕРНАГА ЦІСКУ. БАРОМЕТРЫ I МАНОМЕТРЫ
Пытанні для самакантролю
• Чым абумоўлены атмасферны ціск?
• Якімі прыборамі вымяраецца атмасферны ціск і ціск газу ў пасудзіне?
• Ці можна вылічыць ціск атмасферы па формуле р = gph? Чаму?
• Ці аднолькавы атмасферны ціск на дно і сценкі па-судзіны?
• Як змяняецца атмасферны ціск з вышынёй?
Прыклады рашэння задач
Прыклад 1. Лёгкі поршань плошчай 5 = 100 см2 шчыльна прылягае да дна гарызантальна размешчанага цыліндра. Вызначце сілу, якую неабходна прыкласці да поршня, каб выняць яго з цыліндра, калі атмасфер-ны ціск ратм = 752 мм рт. сл.
Рашэнне. Паколькі поршань шчыльна прылягае да дна цыліндра, то будзем лічыць, што паветра паміж поршнем і дном няма. Для таго каб выняць поршань з цыліндра, да яго трэба прыкласці сілу, роўную (або большую) сіле ціску атмасферы на паверхню порш-ня, якая знаходзіцца ў кантакце з атмасферай. Такім чынам, F = FaTM. Сілу ціску атмасферы на поршань
КНІГІ ОНЛАЙН
