1. Какое давление оказывает на пол человек массой 70 кг, если на его плечах находиться рюкзак массой 10 кг, зная свою площадь опоры ботинка?
2.Какое давление оказывает мед на медную скрепку, находящуюся на дне банки, высотой 12см?
3. Почему не удается наполнить бутылку жидкостью, если воронка плотно прижата к стенке горлышка бутылки?
4. На малый поршень гидравлического пресса площадью 20 см2 действует сила 100Н. Какого площадь большого поршня, если масло на него давит с силой 3кН?
5. Чему примерно равна архимедова сила, действующая на тело объемом 10 м3, наполовину погруженное в нефть?
6. В подсолнечное масло поместили свинцовый шарик.Что будет происходить с шариком?
7. Установите соответветствие между физическими величинами и из измерительными приборами. К каждой позиции первого столбца подбирите соответствующую позицию второго.
Физические величины: А) атмрсфернре давление; Б) масса; В) Архимедова сила. Измерительные приборы: 1) весы; 2) манометр; 3) барометр; 4) динамометр; 5) секундомер
Давление = сила / площадь
Масса человека равна 70 кг, а его площадь опоры ботинка дана в условии. Пусть эта площадь равна S1. Масса рюкзака равна 10 кг, поэтому сила, с которой рюкзак давит на плечи человека, равна 10 кг * 9,8 м/с^2 (ускорение свободного падения) = 98 Н. Пусть площадь плечей человека, на которую приходится давление рюкзака, равна S2. Общая площадь опоры будет суммой площадей S1 и S2.
Тогда давление, оказываемое на пол человека, будет равно:
Давление = (Сила1 + Сила2) / (Площадь1 + Площадь2)
Где Сила1 = масса человека * ускорение свободного падения = 70 кг * 9,8 м/с^2 = 686 Н
и Сила2 = 98 Н (сила рюкзака),
а Площадь1 = площадь опоры ботинка и Площадь2 = площадь плечей человека.
2. Давление, оказываемое медом на медную скрепку в банке, можно рассчитать по формуле:
Давление = плотность * гравитационная постоянная * высота
Плотность меда известна и равна 1 420 кг/м^3. Гравитационная постоянная равна 9,8 м/с^2. Высота банки указана в условии и равна 12 см, однако для расчета следует перевести ее в метры, поэтому она будет равна 0,12 м.
Тогда давление, оказываемое медом на медную скрепку, будет равно:
Давление = 1 420 кг/м^3 * 9,8 м/с^2 * 0,12 м
3. Не удается наполнить бутылку жидкостью, если воронка плотно прижата к стенке горлышка бутылки, потому что в свободной жидкости существует давление, которое генерируется внутри жидкости и направлено во всех направлениях. Когда воронка плотно прижата к горлышку бутылки, давление внутри бутылки увеличивается из-за ограниченной площади контакта между воронкой и горлышком. Это дополнительное давление препятствует наполнению бутылки жидкостью.
4. Для решения этой задачи необходимо применить принцип Паскаля, который гласит: "Давление, применяемое к жидкости в закрытом сосуде, передается без потерь во всех направлениях и действует одинаково на каждую единицу площади."
Площадь малого поршня дана в условии и равна 20 см^2. Сила, с которой давится масло на малый поршень, равна 100 Н. Пусть площадь большого поршня равна S.
Тогда, применяя принцип Паскаля, мы можем написать уравнение:
Сила1 / Площадь1 = Сила2 / Площадь2
Где Сила1 = 100 Н (сила на малый поршень),
Площадь1 = 20 см^2 (площадь малого поршня),
Сила2 = 3 кН = 3000 Н (сила на большой поршень),
а Площадь2 = площадь большого поршня (S).
Решая это уравнение относительно S, получаем:
S = (Сила2 * Площадь1) / Сила1
S = (3000 Н * 20 см^2) / 100 Н
S = 6000 см^2
Таким образом, площадь большого поршня будет равна 6000 см^2 или 0,6 м^2.
5. Архимедова сила, действующая на погруженное в жидкость тело, можно рассчитать по формуле:
Архимедова сила = плотность жидкости * гравитационная постоянная * объем погруженной части тела
Объем погруженной части тела можно определить как разность между его полным объемом и объемом непогруженной части.
Полный объем тела равен 10 м^3, а часть тела, погруженная в нефть, равна половине этого объема, то есть 5 м^3. Плотность нефти известна и равна, например, 900 кг/м^3.
Тогда архимедова сила будет равна:
Архимедова сила = 900 кг/м^3 * 9,8 м/с^2 * 5 м^3
6. Когда свинцовый шарик помещается в подсолнечное масло, он начнет плавать. Это связано с разностью плотностей масла и свинца. Плотность свинца выше, чем плотность масла, поэтому свинцовый шарик будет испытывать силу поддержания (выталкивающую силу) со стороны масла, направленную вверх. Из-за этой выталкивающей силы шарик плавает на поверхности масла.
7. Масса - измеряется с использованием весов,
Атмосферное давление - измеряется с использованием барометра,
Архимедова сила - измеряется с использованием динамометра.
Необходимо установить соответствие между физическими величинами и измерительными приборами:
А) атмосферное давление - 3) барометр
Б) масса - 1) весы
В) Архимедова сила - 4) динамометр