Тематична атестація за темою «Архімедова сила»
Варіант I
1. (2 б.) На більший поршень преса площею 100 см" діє сила 20 Н. Знайти силу тиску меншого поршня преса площею 2 см2.
2. (2 б.) В одну зі сполучених посудин налили гасу до висоти 20 см. До якої висоти слід налити воду в другу посудину, щоб рівень гасу не змінився?
3. (3 б.). Кулю-зонд, об'єм якої 10 м3, заповнено воднем. Яка підіймальна сила газу?
4. (2 б.) Чому дорівнює архімедова сила, що діє на тіло, яке при пов-
ному зануренні в гас витіснило 300 см' цієї рідини?
5. (3 б.) Камінь, об'єм якого 7,5 дм3, має масу 18,7 кг. Визначити силу, достатню для того, щоб утримати цей камінь у воді.
Ответы
Відповідь:
Пояснення
За законом Паскаля тиск на обох поршнях однаковий: F1/A1 = F2/A2 Підставляємо дані: F1 = 20 Н A1 = 100 см^2 = 10000 мм^2 A2 = 2 см^2 Знаходимо F2: F2 = (F1 × A2) / A1 = (20 Н × 2 см^2) / 10000 мм^2 = 0.0004 Н
Відповідь: 0.0004 Н.
Тиск газу і води на однаковій глибині однаковий, тому висота рідини у другій посудині повинна бути такою, щоб тиск води на дно другої посудини дорівнював тиску газу на його поверхні. Тому висоту води можна знайти за формулою:
h = (Pгазу - Patm) / ρводи * g
де Pгазу - тиск газу, Patm - атмосферний тиск, ρводи - щільність води, g - прискорення вільного падіння.
Оскільки рівень гасу не змінюється, тиск газу і атмосферний тиск однакові, тому:
Pгазу = Patm
Підставляємо дані і знаходимо h:
h = 0 м + 20 см / 100 см/м = 0.2 м
Відповідь: 0.2 м.
Підіймальна сила газу дорівнює вазі рідини, яку він витісняє. За законом Архімеда вага рідини, яку витісняє тіло, дорівнює архімедовій силі, що діє на тіло. Отже, для знаходження підіймальної сили газу потрібно знайти вагу водню, яку він витісняє.
Вага водню, який міститься в кулі-зонді, дорівнює його густині помноженій на його об'єм:
m = ρгазу × V
Для водню ρгазу = 0,09 кг/м^3.
Підставляємо дані і знаходимо m:
m = 0,09