Зборнік задач па фізіцы
7 клас
Памер: 160с.
Мінск 2012
131
можна вылічыць па формуле £атм = ратм5. Выразім атмасферны ціск у паскалях, карыстаючыся тым, што 1 мм рт. сл. = 133 Па.
Такім чынам,
» = 133 Па • 752 = 100 016 Па.
1 <11 м
Тады
F = P^S^
F = 100 016 Па • 1,00 • 10-2 м2 = 1000 Н = 1,00 кН.
Запішам рашэнне ў стандартным выглядзе.
Дадзена:
S= 100 см2 =
= 1,00 • Ю"2 м2
v = 752 мм рт. сл. = атм
= 1,00 • 105 Па
Рашэнне
F=F , атм’
F = р S, атм атм ’
Г= 1,00- 105Па- 1,00- 10-2 м2 =
= 1,00 • 103 Н = 1,00 кН.
F- ?
Адказ: F = 1,00 кН.
Прыклад 2. Вызначце ціск газу ў колбе, злучанай з ртутным манометрам (мал. 153), калі атмасферны ціск р =100 кПа. атм
Мал. 153
132
Рашэнне. Ціск газу ў колбе меншы за атмасферны, паколькі ўзровень ртуці ў адкрытым калене манометра ніжэйшы за яе ўзровень у калене, злучаным з колбай. Такім чынам, р = ратм - р . Вылічым ціск слупка ртуці, вышыня якога, як відаць з малюнка, складае /г = 10 см:
, Н кг
р = gph = 10 — • 13 600 -3- • 0,10 м = 13600 Па = рт кг мл
= 13,6 кПа.
Ціск газу ў колбе:
р = 100 кПа - 13,6 кПа = 86 кПа.
Запішам рашэнне ў стандартным выглядзе.
Дадзена: Рашэнне
= ЮО кПа Р = Р ~ Р ;
" атм г атм рт’
h = 10 см = 0,10 м р^ = gph;
р - ?
Н кг
р = 10 — • 13 600 • 0,10 м = 13600 Па= 13,6 кПа.
рт кг м
р = 100 кПа — 13,6 кПа = 86,4 кПа = 86 кПа.
Адказ: р = 86 кПа.
456. Выразіце ў міліметрах ртутнага слупка (мм рт. сл.) наступныя ціскі: рх - \ Па; р2 = 100 кПа.
457. Выразіце ў паскалях наступныя ціскі: рх = = 10,0 мм рт. сл.; р2 = 740 мм рт. сл.
458. Адкрыты з абодвух канцоў доўгі (/ > 1 м) цы-ліндр з поршнем, які знаходзіцца ўнізе цыліндра, апу-
133
Мал. 154
Мал. 155
шчаны ў пасудзіну з ртуццю (мал. 154). Поршань быў падняты да самага верхняга канца цыліндра. Да якога ўзроўню паднялася ртуць у цыліндры?
459. На малюнку 155, а, б паказаны адзін і той жа метэаралагічны шар, запоўнены вадародам, які знахо-дзіцца на розных вышынях адносна ўзроўню мора. У якім выпадку шар знаходзіцца на большай вышыні?
460. Барометр наказвае атмасферны ціск р = 760 мм рт. сл. Які ціск аказвае атмасфернае паветра на сцены, падлогу і столь пакоя?
461. Як, выкарыстаўшы барометр-анероід, вызна-чыць вышыню шматпавярховага дома?
462. Разгледзьце малюнак 156 і адкажыце на пы-танне: ці будзе вада выцякаць са шпрыца, піпеткі і трубкі?
463. Артэрыяльны ціск крыві здаровага чалавека змя-няецца ад pt = 80 мм рт. сл. (у момант расслаблення сардэчнай мышцы) да р^ = 120 мм рт. сл. (у момант скарачэння сардэчнай мышцы). Перакладзіце гэтыя значэнні ціску ў паскалі.
134
Мал. 156
Мал. 157
464. На малюнку 157 прыведзена схема аднаго з першых доследаў Ота фон Герыке. Да цыліндра а праз кран 6 далучаўся медны шар в. У цыліндры перамя-шчаўся шчыльна прылеглы да яго сценак поршань г. Адкажыце на наступныя пытанні:
а) Чаму спачатку поршань лёгка падымаецца ўверх, а затым яго з цяжкасцю высоўваюць некалькі чалавек пры дапамозе вяроўкі, перакінутай праз блок д?
б) Растлумачце з’яву, апісаную Ота фон Герыке: «...раптам, выклікаўшы ўсеагульны жах, шар са страш-ным шумам разляцеўся на дробныя кавалачкі, як ка-лі б ён быў скінуты з высокай вежы».
в) Для чаго трэба прымацоўваць цыліндр а да апоры е?
г) Якое максімальнае разрэджванне можна атрымаць у пасудзіне в пры аднакратным пад’ёме поршня z, калі прыняць, што аб’ём цыліндра роўны аб’ёму пасудзіны?
д) Як трэба ўдасканаліць помпу, каб атрымліваць вялікія разрэджванні?
135
465. Ці будзе вада вылівацца з перакуленай дага-ры дном бутэлькі, калі рыльца яе апушчана ў ваду (мал. 158)?
466. Пад каўпаком паветранай помпы (мал. 159) зна-ходзяцца закрытая і адкрытая пасудзіны, злучаныя шкля-ной трубкай. У закрытай пасудзіне знаходзіцца вада. Што адбудзецца, калі:
а) паветра адпампоўваць з-пад каўпака паветранай помпы;
б) зноў пусціць паветра пад каўпак помпы?
Мал. 158
Мал. 159
467. Вызначце максімальны ціск, які можна вы-мераць манометрам, вырабленым з трубкі даўжынёй / = 1,0 м. У якасці вадкасці выкарыстоўваецца вада.
468. Вызначце сілу, з якой паветра цісне на паверх-ню стала плошчай 5 = 1,20 м2, калі барометр паказвае ціск р = 760 мм рт. сл. Чаму стол пад дзеяннем гэтай сілы не развальваецца?
469. На якой вышыні ляціць верталёт, калі баро-метр у кабіне лётчыка паказвае ціск р = 99,0 кПа? На ўзлётнай паласе атмасферны ціск р^ = 101 кПа.
136
470. Пры ўваходзе ў метро барометр паказвае ціск р{ = 101,0 кПа. Вызначце, на якой глыбіні знаходзіцца
платформа станцыі метро, калі баро-метр на гэтай платформе паказвае ціск р2 = 101,3 кПа.
471. Вызначце ціск газу ў балоне (мал. 160), калі рознасць узроўняў ртуці ў манометры Ah = 200 мм.
Атмасферны ціск нармальны.
472. Вызначце ціск атмасферы ў шахце на глыбіні h - 750 м, калі на паверхні Зямлі барометр паказвае ціск р{ = 101 кПа.
473. * Трубкі левага манометра запоўнены вадой, правага — ртуццю (мал. 161). Які з гэтых манометраў больш адчувальны?
Мал. 160
Мал. 161
474. Адкрытыя вадкасныя манометры злучаны з пасу-дзінамі А, Б, В (мал. 162). У якой з пасудзін ціск газу:
а) роўны атмасфернаму ціску;
б) больвіы за атмасферны ціск;
в) меншы за атмасферны ціск?
Мал. 162
137
475. Вызначце атмасферны ціск, калі на ўзроўні a (мал. 163) ціск газу ў колбе на ртуць ра = 181 кПа. Чаму роўны ціск газу на ртуць на ўзроўні б?
476. Вызначце ціск газу ў колбе (мал. 164), калі атмасферны ціск нармальны (у манометры ртуць).
Мал. 163 Мал. 164
477. Вызначце, на колькі адрозніваюцца ціскі на ртуць на ўзроўнях а і в (мал. 164), калі атмасферны ціск нармальны.
478. У пасудзіне знаходзіцца паветра, ціск якога р = 202 кПа. Для таго каб утрымаць корак, які за-крывае адтуліну ў пасудзіне, неабходна прыкласці сілу F = 93,0 Н. Вызначце атмасферны ціск, калі плопіча панярочнага сячэння корка S = 9,20 см2.
479. Вызначце сілу ціску паветра на дах дома шы-рынёй a = 20,0 м і даўжынёй h = 50,0 м пры нармаль-ным атмасферным ціску. Чаму дах не правальваецца?
480. Поршань, іпчыльна прылеглы да ўнутраных сце-нак доўгай цыліндрычнай трубы, можа перамяшчацца ў ёй з дапамогай доўгага штока. Труба з поршнем, які
138
I h л
займае крайняе ніжняе становішча, апушчана ў калодзеж. Калі ніжняя ча-стка трубы была апушчана ў ваду, пор-шань сталі падымаць уверх (мал. 165). На якую вышыню ад узроўню вады ў калодзежы можа падняцца такім чы-нам вада ў трубе? Атмасферны ціск ^атм = 100 кПа.
481. На якой глыбіні ў моры гідра-статычны ціск р = 4,12 • 105 Па? Чаму роўны поўны ціск на гэтай глыбіні? Атмасферны ціск р.^ = 101 кПа.
Мал. 165
482. Вызначце прыкладнае значэнне масы атмасфе-ры Зямлі, калі плошча паверхні Зямлі 5 = 5,1 • 1014 м2.
483. У 1654 г. Ота фон Герыке, бургамістр горада Магдэбурга і вынаходнік паветранай помпы, прадэ-манстраваў публічна дослед, у якім дзве запрэжкі па 8 коней кожная не маглі раз’яднаць два бронзавыя паўшар’і, з якіх было выпампавана паветра. Вызначце сілу, з якой павінна дзейнічаць запрэжка коней, каб раз’яднаць паўшар’і, калі плошча вонкавай паверхні аднаго паўшар’я Aj = 0,56 м2, а ціск паветра ў паў-шар’ях р = 10 кПа. Ці абавязкова выкарыстоўваць дзве запрэжкі?
484. (э) Прыкладзіце да рота чысты аркуш паперы і ўдыхніце паветра ў сябе. Што адбываецца з лістом і чаму? Растлумачце з фізічнага пункта гледжання працэс дыхання.
485. (э) Што адбудзецца, калі ў сподак наліць кры-ху халоднай вады, а затым узяць пустую нагрэтую шклянку і перакуліць яе на сподак. Праверце ваш ад-каз эксперыментальна.
139
21
ДЗЕЯННЕ ВАДКАСЦІ I ГАЗУ НА АПУШЧАНАЕ Ў IX ЦЕЛА. ЗАКОН АРХІМЕДА.
УМОВЫ ПЛАВАННЯ ЦЕЛ
Пытанні для самакантролю
• Ад чаго залежыць выштурхваючая сіла? Як можна вылічыць выштурхваючую сілу?
• Ці дзейнічае выштурхваючая сіла на цела, часткова апушчанае ў вадкасць? Як яе вызначаюць у гэтым вьтадку?
• Чаму выштурхваючая сіла, якая дзейнічае на адно і тое ж цела, у газах у шмат разоў меншая, чым у вадкасцях?
• Масы двух цел аднолькавыя, а шчыльнасці розныя. Ці аднолькавая выштурхваючая сіла дзейнгчае на целы пры іх поўным апусканнг ў вадкасць?
• Пры якіх суадносінах сіл, што дзейнічаюць на апушчанае цалкам або часткова ў вадкасць цела, яно будзе: а) тануць; б) плаваць унутры вадкасці; в) плаваць, часткова апусціўшыся ў вадкасць?
• Як залежыць глыбіня апускання ў вадкасць цела ад яго шчыльнасці?
• Ці можа цела, вырабленае з рэчыва са шчыльнасцю, большай за шчыльнасць вадкасці р(< > ре, плаваць, часткова апусціўшыся ў вадкасць, калі: а) цела ад-народнае; б) цела неаднароднае?
140
Прыклады рашэння задач
Прыклад 1. Выкарыстаўшы даныя малюнка 166, вызначце:
а) выштурхваючую сілу, якая дзейнічае на алюмі-ніевы цыліндр, што знаходзіцца ў вадзе;
б) масу цыліндра.
Рашэнне. Для вызначэння выштурхваючай сілы, якая дзейнічае на цыліндр, і масы цыліндра неабходна ведаць яго аб’ём. На малюнку бачна, што да апускання цыліндра ў ваду яе аб’ём Vt = 60 см3, а пасля апус-кання аб’ём вады і цыліндра У2 = 80 см3. Тады аб’ём цыліндра: V = V2 - Vj = 80 cm3 - 60 cm3 = 20 cm3 = = 2,0 • 10-5 m3. Выштурхваючая сіла, якая дзейнічае на цыліндр,
141
Маса цыліндра
кг
т = рУ= 2700 — • 2,0 • 10“5 м3 = 0,054 кг = 54 г. м
Запішам рашэнне ў стандартным выглядзе.
Дадзена:
V{ = 60 см3
V2 = 80 cm3
кг
P = 2700 M
F — ? m — ?
B
Рашэнне
^ = ^2 - ^P
^B = gpK m = pV, V = 80 cm3 - 60 cm3 = = 20 cm3 = 2,0 • 10“5 m3,
H кг _ „
F = 10 — • 1000 —r • 2,0 • IO’5 m3 = 0,2 H, в КГ M
КГ _ o
m = 2700 т ■ 2,0 • IO’5 m3 = 0,054 кг = 54 r.
NT
Адказ: F = 0,2 H, m = 54 r. B
Прыклад 2. Ці будзе кубік масай m = 96 г, аб’ём якога V = 400 см3, плаваць у вадзе, часткова пагрузіў-шыся ў яе? 3 якога рэчыва выраблены кубік?
Для адказу на пытанне задачы трэба параўнаць сілу цяжару, якая дзейнічае на брусок з выштурхваючай сілай, якая дзейнічае на яго пры поўным апусканні ў ваду. Калі сіла цяжару большая за выштурхваючую сілу — брусок патоне, калі меншая — усплыве і будзе часткова апушчаны ў ваду.
142
Дадзена:
m = 96 г = 0,096 кг
V = 400 см3 = 4,00 • 10 4 м3
кг
р = 1000
м3
Параўнаць Fu і FB, р — ?
Рашэнне ^ц = gm, ^В = gPBV-т
F = 10 — • 0,096 кг = 0,96 Н, ц кг
Н кг / □
F = 10 — • 1000 • 4,00 • 10’4 м3 = 4,0 Н, F > F,
в КГ м3 ’ ’ в ц’
0,096 кг „._кг
Р =---------7—т = 240 —
КНІГІ ОНЛАЙН
