«Физика» пәнінен 4-тоқсанға арналған жиынтық бағалаудың тапсырмалары 2-нұска 1. Суретте жазық айнадағы АВ нәрсенің кескіні көрсетілген а) қай жағдайда кескін дұрыс деп саналады
Очевидно, что второй поршень должен прикладывать силу равную или большую, чем вес автомобиля:
F2 ≥ P, а вес автомобиля равен:
P = Fт = m*g = 2100*10 = 21000 H = 21 кН, приравняем силу к весу:
F2 = P, тогда уравнение для гидравлического подъёмника будет:
p1 = p2 - равенство давлений,
p = F/S => F1/S1 = F2/S2.
Далее. Прикладывая силу F1, малый поршень изменяет объём жидкости в малом сосуде на (V2 - V1) = ΔV. Такое же по значению изменение объёма жидкости будет наблюдаться в большом сосуде. То есть, можно приравнять модули изменения объёмов:
|ΔV| = |ΔV| - избавимся от модуля и значка "Δ", представив изменение объёма как произведение площади на высоту:
V = S*h. За один ход малый поршень проходит путь, равный L1, значит он вытесняет из малого сосуда объём жидкости, равный
V = S1*h1, а т.к. h1 = L1, то
V = S1*L1. В большом сосуде, соответственно, большой поршень проходит путь L2, который равен h2, значит объём жидкости, вытесненной в большой сосуд равен:
V = S2*h2 = S2*L2. Равенство объёмов будет выглядеть следующим образом:
V = V
S1*L1 = S2*L2. Количество ходов обоих поршней одинаково, ведь когда малый поршень делает свой ход, большой тоже двигается. Поэтому из данного уравнения мы можем выразить путь, который проходит большой поршень за один ход. Но сначала надо выразить площадь поверхности большого поршня из полученного ранее уравнения давлений:
Теперь остаётся разделить высоту, на которую система подняла автомобиль, на путь хода большого поршня - тогда мы получим количество ходов как большого, так и малого поршня:
Площадь поверхности большого поршня больше площади поверхности малого во столько же раз, во сколько раз общий путь малого поршня (d1 = k*L1) больше общего пути большого (d2 = H). Вспомним равенство объёмов:
V = V
S1*L1 = S2*L2 - подставим вместо пути одного хода общий путь:
S1*d1 = S2*d2 => S1/(k*L1) = S2*H
k*L1/H = S2/S1, тогда, выражая S2, выражаем k и находим значение:
k*L1/H = ((F2*S1)/F1)/S1 = F2/F1 = mg/F1
k = mg/F1 : L1/H = mgH/(F1*L1) = 450
Однако проще всего задачу решить через работу:
Так как в условиях ничего не говорится о КПД подъёмника, то он равен 1. Тогда работа, которую совершает малый поршень, будет равна работе большого поршня. Работа большого поршня, в свою очередь, равна потенциальной энергии автомобиля:
А2 = F2*d2 = Еп = mgH, где d2 - общий путь большого поршня, равный H (d2 = H)
Работа малого поршня равна:
A1 = F1*d1, где общий путь d1 = k*L1, тогда составим уравнение:
A1 = A2 => F1*d1 = F2*d2 => F1*k*L1 = mgH - выражаем k и находим значение:
k = mgH/(F1*L1) = (2100*10*1,5)/(700*0,1) = 30*15 = 450
Не совсем ясно, для чего дана площадь поверхности малого поршня - она всё равно сокращается при расчётах.
на рисунке представлен график зависимости модуля скорости от времени t. определите по графику путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 10 до 30 с. ответ: м. решение путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 10 до 30 с проще всего определить как площадь прямоугольника, сторонами которого являются, интервал времени (30 – 10) = 20 c и скорость v = 10 м/с, т.е. s = 20 · 10 м/с = 200 м. ответ: 200 м. 2 на графике зависимость модуля силы трения скольжения от модуля силы нормального давления. каков коэффициент трения? ответ: решение вспомним связь между двумя величинами модулем силы трения и модулем силы нормального давления: fтр= μn (1) , где μ – коэффициент трения. выразим из формулы (1) μ = fтр (2) n на графике найдем точку, для которой можно точно определить координаты. это в нашем случае может быть fтр = 1,0 н, n = 8 н, тогда μ = 1,0 h = 0,125 8 h ответ: 0,125. 3 тело движется вдоль оси ох под действием силы f = 2 н, направленной вдоль этой оси. на рисунке график зависимости модуля скорости тела от времени. какую мощность развивает эта сила в момент времени t = 3 c? решение для определения мощности силы по графику определим чему равен модуль скорости в момент времени 3 с. скорость равна 8 м/с. используем формулу для расчета мощности в данный момент времени: n = f · v (1), подставим числовые значения. n = 2 н · 8 м/с = 16 вт. ответ: 16 вт. 4 деревянный шарик (ρш = 600 кг/м3) плавает в растительном масле (ρм = 900 кг/м3). как изменится выталкивающая сила, действующая на шар и объем части шара, погруженной в жидкость если масло заменить на воду (ρв = 1000 кг/м3) для каждой величины определите соответствующий характер изменения: увеличилась; уменьшилась; не изменилась. запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. цифры в ответе могут повторяться. выталкивающая сила, действующая на шарик объем части шарика, погруженной в жидкость решение так как плотность материала шарика (ρш = 600 кг/м3) меньше плотности маслa (ρм = 900 кг/м3) и меньше плотности воды (ρв = 1000 кг/м3), то шар плавает и в масле и в воде. условие плавания тела в жидкости заключается в том, что выталкивающая сила fa уравновешивает силу тяжести, то есть fа = fт. так как сила тяжести шарика при замене масла на воду не изменилась, то не изменилась и выталкивающая сила.
Дано:
S1 = 5 см² = 5/10000 = 0,0005 м²
L1 = 10 см = 0,1 м
m = 2100 кг
H = 1,5 м
F1 = 700 H
g = 10 Н/кг
k - ?
Очевидно, что второй поршень должен прикладывать силу равную или большую, чем вес автомобиля:
F2 ≥ P, а вес автомобиля равен:
P = Fт = m*g = 2100*10 = 21000 H = 21 кН, приравняем силу к весу:
F2 = P, тогда уравнение для гидравлического подъёмника будет:
p1 = p2 - равенство давлений,
p = F/S => F1/S1 = F2/S2.
Далее. Прикладывая силу F1, малый поршень изменяет объём жидкости в малом сосуде на (V2 - V1) = ΔV. Такое же по значению изменение объёма жидкости будет наблюдаться в большом сосуде. То есть, можно приравнять модули изменения объёмов:
|ΔV| = |ΔV| - избавимся от модуля и значка "Δ", представив изменение объёма как произведение площади на высоту:
V = S*h. За один ход малый поршень проходит путь, равный L1, значит он вытесняет из малого сосуда объём жидкости, равный
V = S1*h1, а т.к. h1 = L1, то
V = S1*L1. В большом сосуде, соответственно, большой поршень проходит путь L2, который равен h2, значит объём жидкости, вытесненной в большой сосуд равен:
V = S2*h2 = S2*L2. Равенство объёмов будет выглядеть следующим образом:
V = V
S1*L1 = S2*L2. Количество ходов обоих поршней одинаково, ведь когда малый поршень делает свой ход, большой тоже двигается. Поэтому из данного уравнения мы можем выразить путь, который проходит большой поршень за один ход. Но сначала надо выразить площадь поверхности большого поршня из полученного ранее уравнения давлений:
F1/S1 = F2/S2 => S2 = F2/(F1/S1) = (F2*S1)/F1
Выражаем путь хода большого поршня:
S1*L1 = S2*L2 => L2 = (S1*L1)/S2 = (S1*L1)/((F2*S1)/F1) = (S1*L1*F1)/(F2*S1) = (L1*F1)/F2
Теперь остаётся разделить высоту, на которую система подняла автомобиль, на путь хода большого поршня - тогда мы получим количество ходов как большого, так и малого поршня:
k = H/L2 = H/((L1*F1)/F2) = (H*F2)/(L1*F1) = (1,5*21000)/(0,1*700) = (1,5/0,1) * 30 = (15/10 : 1/10)*30 = 15*30 = 450
Можно решить в одно действие:
Площадь поверхности большого поршня больше площади поверхности малого во столько же раз, во сколько раз общий путь малого поршня (d1 = k*L1) больше общего пути большого (d2 = H). Вспомним равенство объёмов:
V = V
S1*L1 = S2*L2 - подставим вместо пути одного хода общий путь:
S1*d1 = S2*d2 => S1/(k*L1) = S2*H
k*L1/H = S2/S1, тогда, выражая S2, выражаем k и находим значение:
k*L1/H = ((F2*S1)/F1)/S1 = F2/F1 = mg/F1
k = mg/F1 : L1/H = mgH/(F1*L1) = 450
Однако проще всего задачу решить через работу:
Так как в условиях ничего не говорится о КПД подъёмника, то он равен 1. Тогда работа, которую совершает малый поршень, будет равна работе большого поршня. Работа большого поршня, в свою очередь, равна потенциальной энергии автомобиля:
А2 = F2*d2 = Еп = mgH, где d2 - общий путь большого поршня, равный H (d2 = H)
Работа малого поршня равна:
A1 = F1*d1, где общий путь d1 = k*L1, тогда составим уравнение:
A1 = A2 => F1*d1 = F2*d2 => F1*k*L1 = mgH - выражаем k и находим значение:
k = mgH/(F1*L1) = (2100*10*1,5)/(700*0,1) = 30*15 = 450
Не совсем ясно, для чего дана площадь поверхности малого поршня - она всё равно сокращается при расчётах.
ответ: 450 ходов.
на рисунке представлен график зависимости модуля скорости от времени t. определите по графику путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 10 до 30 с. ответ: м. решение путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 10 до 30 с проще всего определить как площадь прямоугольника, сторонами которого являются, интервал времени (30 – 10) = 20 c и скорость v = 10 м/с, т.е. s = 20 · 10 м/с = 200 м. ответ: 200 м. 2 на графике зависимость модуля силы трения скольжения от модуля силы нормального давления. каков коэффициент трения? ответ: решение вспомним связь между двумя величинами модулем силы трения и модулем силы нормального давления: fтр= μn (1) , где μ – коэффициент трения. выразим из формулы (1) μ = fтр (2) n на графике найдем точку, для которой можно точно определить координаты. это в нашем случае может быть fтр = 1,0 н, n = 8 н, тогда μ = 1,0 h = 0,125 8 h ответ: 0,125. 3 тело движется вдоль оси ох под действием силы f = 2 н, направленной вдоль этой оси. на рисунке график зависимости модуля скорости тела от времени. какую мощность развивает эта сила в момент времени t = 3 c? решение для определения мощности силы по графику определим чему равен модуль скорости в момент времени 3 с. скорость равна 8 м/с. используем формулу для расчета мощности в данный момент времени: n = f · v (1), подставим числовые значения. n = 2 н · 8 м/с = 16 вт. ответ: 16 вт. 4 деревянный шарик (ρш = 600 кг/м3) плавает в растительном масле (ρм = 900 кг/м3). как изменится выталкивающая сила, действующая на шар и объем части шара, погруженной в жидкость если масло заменить на воду (ρв = 1000 кг/м3) для каждой величины определите соответствующий характер изменения: увеличилась; уменьшилась; не изменилась. запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. цифры в ответе могут повторяться. выталкивающая сила, действующая на шарик объем части шарика, погруженной в жидкость решение так как плотность материала шарика (ρш = 600 кг/м3) меньше плотности маслa (ρм = 900 кг/м3) и меньше плотности воды (ρв = 1000 кг/м3), то шар плавает и в масле и в воде. условие плавания тела в жидкости заключается в том, что выталкивающая сила fa уравновешивает силу тяжести, то есть fа = fт. так как сила тяжести шарика при замене масла на воду не изменилась, то не изменилась и выталкивающая сила.
источник: