Стальной шарик висит на нитке привязанной к штативу затем под шарик подставили стакан с водой
Обновлено: 15.05.2024
1. Ученик изучает силу Архимеда, действующую на тела, полностью погруженные в жидкость. В его распоряжении имеются пять установок, состоящие из ёмкостей с различными жидкостями и сплошных шариков разного объема, сделанных из различных материалов. Какие две установки необходимо использовать ученику для того, чтобы на опыте обнаружить зависимость силы Архимеда от объёма тела?
Жидкость налитая в ёмкость
Материал из которого сделан шарик
2. Тело массой 0,3 кг подвешено к невесомому рычагу так, как показано на рисунке. Груз какой массы надо подвесить к третьей метке в правой части рычага для достижения равновесия?-------------- кг
3. Два одинаковых бруска толщиной 4 см каждый, связанные друг с другом, плавают в воде так, что уровень воды приходиться на границу между ними. Насколько увеличиться глубина погружения стопки брусков, если в неё добавить ещё три таких же бруска? ----см
4. Коромысло весов, к которому подвешены на нитях два тела, находится в равновесии. Массы тел 2 кг и 4 кг, а длина плеча d 1 =60 см. Чему равна длина плеча d 2 ? Коромысло и нити считать невесомыми. ----------см
5. Ученик изучает закон Архимеда , изменяя в опытах объем погруженного в жидкость тела и плотность жидкости. Какие два опыта он должен выбрать, чтобы обнаружить зависимость архимедовой силы от объёма погружённого тела? Запишите номера выбранных установок.
6. Сосновый брус объёмом 0,06 м 3 плавает в воде, погрузившись на 0,4 своего объёма. На брус действует выталкивающая сила, равная ------------Н
1. Однородный стержень АВ массой 100г покоиться, упираясь на стык дна и стенки банки концом В и опираясь на край банки в точке С. Модуль силы, с которой стержень давит на стенку сосуда в точке С, равен 0,5Н. Чему равен модуль горизонтальной составляющей силы, с которой стержень давит на сосуд в точке В, если модуль вертикальной составляющей этой силы равен 0,6Н? Трением пренебречь.---------Н
2. Груз массой 120 кг удерживают с помощью рычага, приложив к его концу вертикально направленную силу 300Н. Рычаг состоит из шарнира без трения и длинного однородного стержня массой 30 кг. Расстояние от оси шарнира до точки подвеса груза равно 1 м. Длина стержня равна----------м
3. Стальной шарик висит на нитке, привязанной к штативу. Затем под шарик поставили стакан с водой, и шарик оказался целиком в воде. Как изменились при этом сила натяжения нити и сила тяжести, действующая на шарик?
1) Увеличилась 2) уменьшилась 3) не изменилась
4. Определите объём воздушного шара, висящего неподвижно на высоте, где плотность воздуха равна 0,9 кг/ м 3 . Шар заполнен газом плотностью 0,8 кг/ м 3 . Масса оболочки шара равна 60 кг.-------------- м 3
5. Стальной шарик висит на нитке, привязанной к штативу. Шарик целиком погружён в керосин. Затем стакан с керосином заменили на стакан с водой, и шарик оказался целиком в воде. Как изменились при этом сила натяжения нити и сила Архимеда, действующая на шарик?
1)Увеличилась 2) уменьшилась 3) не изменилась
6. С использованием нити ученик зафиксировал рычаг. Масса подвешенного к рычагу груза равна 0,1 кг. Какова сила натяжения нити?
7. Два одинаковых бруска толщиной 5 см и массой 1 кг каждый, связанные друг с другом, плавают в воде так, что уровень воды приходиться на границу между ними. Из приведенного ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.
1) Если воду заменить на керосин, то глубина погружения брусков уменьшиться.
2) сила Архимеда, действующая на бруски, равна 20Н.
3) Плотность материала, из которого изготовлены бруски, равна 500 кг/ м 3
4)Если на верхний брусок положить груз массой 0,7 кг, то бруски утонут
5) Если в стопку добавить ещё два таких же бруска, то глубина её погружения увеличится на 10 см.
1. Коромысло весов, к которому подвешены на нитях два тела, находится в равновесии. Во сколько раз нужно уменьшить плечо d 1 , чтобы после увеличения массы первого тела в 3 раза равновесие сохранилось? Коромысло и нити считать невесомыми.
2. Деревянный кубик с ребром 10 см плавает частично погруженный в воду. Его начинают медленно погружать, действуя силой, направленной вертикально вниз. В таблице приведены значения модуля силы, под действием которой кубик находиться в равновесии частично или полностью погруженный в воду. Погрешность измерения силы составила 0,1Н. Выберите два верных утверждения на основании данных, приведенных в таблице.
Стальной шарик висит на нитке привязанной к штативу затем под шарик подставили стакан с водой
Артём, сила есть сила. На Мюнхгаузена действуют 2 силы, вверх и вниз, равные по 3 закону ньютона. На дно колбы действует сила давления воды и натяжение нити вверх, больше ничего.
Сила нити компенсируется уже на шаре, шар тянет нить вверх с силой архимеда минус собственный вес. Сила архимеда же компенсируется увеличением давления воды на дно. Получается на дно действует дополнительная(по сравнению с изначальным уровнем воды) сила равная Fарх - (Fарх - mg) = mg, то есть вес шарика для пинг-понга. На дно правой колбы дополнительно действует только Fарх. Так как вода тяжелее шарика для пинг-понга, Fарх > mg, следовательно правая колба весит больше
Тимофей, это получается если в 10л ведро с водой прикрепить 5л банку с воздухом то это все вместе будет летать в невесомости? Ура вечный двигатель изобретен. 5кг воды уравновесятся выталкивающей силой равной тоже 5кг. Ну можно 6л банку взять чтобы уж наверняка улететь вверх
Сергей, во-первых этого нет в условии. Во-вторых какая разница, в этом случае левая колба вообще не стала весить больше. А правая стала - на силу архимеда
Тимофей, стенки шарика сделаны из почти невесомого пластика, его масса ничтожна. Я сделаю 5л банку из такого же пластика укреплю ее в 10л ведро воды. Ведро тоже из пластика и получится все это весит 5кг но выталкивающая сила тоже 5кг, это невесомость? Гдето упущены разные точки приложения разных сил. Поэтому весы уравновесятся
Сергей, всё это весит 5кг с учётом выталкивающей силы. Из них 10кг давление воды на дно вниз, 5кг натяжение нити вверх. Ещё раз, читай внимательнее
Тимофей, оно весит 5кг и без выталкивающей силы. Просто потому что половина воды в ведре отсутствует. И по твоей логике от этого веса надо еще отнять архимедову силу. А я утверждаю что она не влияет на вес всего ведра потомучто точки приложения разные и ты эиого не учел
Сергей, "И по твоей логике от этого веса надо еще отнять архимедову силу" зачем ты мне приписываешь то, чего я не утверждаю? Я уже несколько раз повторил, что общий вес - это вес воды + вес банки. С учётом всех сил.
"Откуда ты взял эти 10кг" - гидростатика, школьный курс физики. В полном воды ведре вода будет давить на дно с такой же силой, с какой она будет давить в ведре с 99% вытеснением, эта сила зависит только от высоты столба жидкости. Если опустить в 10л ведро 5л банку, удерживая её рукой, весы на которых стоит ведро всё так же покажут 10кг. 5кг от тяжести воды, 5кг от силы руки, но все 10кг давления на дно оказывает именно вода.
Тимофей, Сергей, твои слова: "всё это весит 5кг с учётом выталкивающей силы" выталк.сила это и есть архимедова. 5л вылилось из ведра, их нет.
Сергей, можешь чётче формулировать свои мысли, я уже перестаю улавливать суть.
Ещё раз: ведро с привязанной ко дну банкой покажет на весах 5кг, ведро в котором банку удерживают рукой - 10кг. Причины я уже несколько раз расписал.
Сергей, твои слова: "оно весит 5кг и без выталкивающей силы. Просто потому что половина воды в ведре отсутствует" - не верно, вес и масса - разные вещи. Если не учитывать силу, с которой верёвка тянет дно (которая по модулю равна силе архимеда), то ведро будет весить 10кг, имея внутри 5кг воды
Ладно , а гипотетические ситуация - на чашах весов два стакана с водой . Один обычный , а в другом плавает деревянный брус . Уровень воды изначально одинаков и она не выливается . Перевесит ли одна из чаш ?
Тимофей, если рассуждать , как мы рассуждаем , то будет перевес чаши с бруском . Но ответ , что весы будут в равновесии .
Подготовка к ЕГЭ по физике задание №6 с ответами
1. В результате перехода искусственного спутника Земли с одной круговой орбиты на другую его центростремительное ускорение увеличивается. Как изменяются в результате этого перехода скорость движения спутника по орбите и период его обращения вокруг Земли?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
3) не изменяется
2. На шероховатой наклонной плоскости покоится деревянный брусок. Угол наклона плоскости уменьшили. Как изменились при этом сила трения покоя, действующая на брусок, и коэффициент трения бруска о плоскость? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
3) не изменилась
3. Камень брошен вверх под углом к горизонту. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Как меняются модуль ускорения камня и его потенциальная энергия в поле тяжести при движении камня вверх?
4. Массивный груз, подвешенный к потолку на пружине, совершает вертикальные свободные колебания. Пружина всё время остаётся растянутой. Как ведёт себя потенциальная энергия груза в поле тяжести и его скорость, когда груз движется вверх от положения равновесия?
5. Груз изображённого на рисунке пружинного маятника совершает свободные гармонические колебания между точками 1 и 3. Как меняется скорость груза и жёсткость пружины при движении груза маятника от точки 1 к точке 2?
6. В результате торможения в верхних слоях атмосферы высота полёта искусственного спутника над Землёй уменьшилась с 400 до 300 км. Как изменились в результате этого скорость спутника и его центростремительное ускорение?
7. В результате перехода спутника Земли с одной круговой орбиты на другую его центростремительное ускорение уменьшается. Как изменяются в результате этого перехода потенциальная энергия спутника в поле силы тяжести Земли и скорость его движения по орбите?
8. Массивный груз, подвешенный к потолку на пружине, совершает вертикальные свободные колебания. Пружина всё время остаётся растянутой. Как ведёт себя потенциальная энергия пружины и скорость груза, когда груз движется вниз от положения равновесия?
9. На тело массой m, поступательно движущееся в инерциальной системе отсчёта, действует постоянная равнодействующая сила F в течение времени ∆t. Если действующая на тело сила увеличится, то как изменятся модуль импульса силы и модуль изменения импульса тела в течение того же промежутка времени ∆t?
10. На тело массой m, поступательно движущееся в инерциальной системе отсчёта, действует постоянная равнодействующая сила F в течение времени ∆t. Если действующая на тело сила уменьшится, то как изменятся модуль импульса силы и модуль ускорения тела в течение того же промежутка времени ∆t? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
11. Шарик, брошенный горизонтально с высоты Н с начальной скоростью v0, за время t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рисунок). Что произойдёт со временем и дальностью полёта, если на этой же установке увеличить начальную скорость шарика в 2 раза? Сопротивлением воздуха пренебречь. Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
12. Стальной шарик висит на нитке, привязанной к штативу. Шарик целиком погружён в керосин (рис. 1). Затем стакан с керосином заменили на стакан с водой, и шарик оказался целиком в воде (рис. 2). Как изменились при этом сила натяжения нити и сила Архимеда, действующая на шарик?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
13. В школьной лаборатории изучают свободные колебания пружинного маятника при различных значениях массы маятника. Как изменятся период его свободных колебаний и период изменения его потенциальной энергии, если увеличить массу маятника, не изменяя жёсткость пружины? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
14. С вершины наклонной плоскости из состояния покоя скользит с ускорением лёгкая коробочка, в которой находится груз массой m (см. рисунок). Как изменятся время движения по наклонной плоскости и модуль работы силы тяжести, если с той же наклонной плоскости будет скользить та же коробочка с грузом массой m/2?
15. На поверхности воды плавает сплошной деревянный брусок. Как изменятся глубина погружения бруска и сила Архимеда, действующая на брусок, если его заменить сплошным бруском той же плотности и высоты, но большей массы? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1. 12. 2. 23. 3. 31. 4. 12. 5. 13. 6. 11. 7. 12. 8. 12. 9. 11. 10. 22. 11. 31. 12. 21. 13. 11. 14. 32. 15. 31.
Подготовка ЕГЭ по физике задание №6
Задание 6. В результате перехода искусственного спутника Земли с одной круговой орбиты на другую его центростремительное ускорение увеличивается. Как изменяются в результате этого перехода скорость движения спутника по орбите и период его обращения вокруг Земли?
На спутник действует только сила притяжения земли
где M - масса земли; m - масса спутника; R - радиус орбиты. В соответствии со вторым законом Ньютона, можно записать:
где a – играет роль центростремительного ускорения. Отсюда видно, что при увеличении ускорения, радиус орбиты будет уменьшаться.
Теперь рассмотрим как изменится скорость движения спутника в зависимости от радиуса орбиты. Подставим вместо ускоренияТо есть, при уменьшении R, скорость спутника увеличивается.
Период обращения спутника вокруг Земли – это время, за которое спутник делает один оборот вокруг Земли. Если радиус орбиты уменьшается, а центростремительное ускорение возрастает, то скорость спутника увеличивается. Таким образом, спутник проходит меньшее расстояние с большей скоростью и его период уменьшается.
Задание 6. На шероховатой наклонной плоскости покоится деревянный брусок. Угол наклона плоскости уменьшили. Как изменились при этом сила трения покоя, действующая на брусок, и коэффициент трения бруска о плоскость? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Так как брусок покоится на месте, то сила трения покоя уравновешивает силу соскальзывания бруска (тангенциальную силу). При уменьшении угла наклона тангенциальная сила уменьшается, следовательно, в соответствии с третьим законом Ньютона, сила трения покоя также уменьшается.
Коэффициент трения бруска о поверхность зависит только от материала соприкасающихся плоскостей и их площади, то есть он не изменится.
Задание 6. Камень брошен вверх под углом к горизонту. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Как меняются модуль ускорения камня и его потенциальная энергия в поле тяжести при движении камня вверх?
Проекцию движения камня на ось Oy (вертикальную ось) можно записать в виде
Из этого выражения видно, что ускорение камня равно g – ускорению свободного падения, то есть не меняется.
Потенциальная энергия камня равна
и возрастает с увеличением высоты, то есть при движении вверх, потенциальная энергия увеличивается.
Задание 6. Массивный груз, подвешенный к потолку на пружине, совершает вертикальные свободные колебания. Пружина всё время остаётся растянутой. Как ведёт себя потенциальная энергия груза в поле тяжести и его скорость, когда груз движется вверх от положения равновесия?
Потенциальная энергия груза определяется выражением
где m – масса груза; h – высота груза над уровнем земли.
В задаче сказано, что пружина все время растянута и в этом состоянии груз движется вверх. Из формулы видно, что высота груза h увеличивается, следовательно, будет увеличиваться и потенциальная энергия груза. Скорость v тела будет уменьшаться, так как груз движется против силы тяжести и постепенно останавливается.
Задание 6. Груз изображённого на рисунке пружинного маятника совершает свободные гармонические колебания между точками 1 и 3. Как меняется скорость груза и жёсткость пружины при движении груза маятника от точки 1 к точке 2?
Так как колебания совершаются между точками 1-3, то в точке 1 груз имеет нулевую скорость, а в точке 2 скорость достигает максимального значения, то есть она увеличивается. Жесткость пружины зависит от физических свойств самой пружины и является константной (неизменной) величиной.
Задание 6. В результате торможения в верхних слоях атмосферы высота полёта искусственного спутника над Землёй уменьшилась с 400 до 300 км. Как изменились в результате этого скорость спутника и его центростремительное ускорение?
Согласно закону всемирного тяготения, спутник будет притягиваться к Земле с силой
где m – масса спутника; M – масса Земли; R – радиус орбиты спутника. По второму закону Ньютона можно записать, что
гдеИз этой формулы видно, что при уменьшении радиуса орбиты R скорость спутника v и его центростремительное ускорение возрастает.
адание 6. В результате перехода спутника Земли с одной круговой орбиты на другую его центростремительное ускорение уменьшается. Как изменяются в результате этого перехода потенциальная энергия спутника в поле силы тяжести Земли и скорость его движения по орбите?
Спутник Земли массой m и Земля массой M притягиваются друг к другу на расстоянии R с силой всемирного тяготения
В силу второго закона Ньютона данную силу также можно представить в виде
откуда радиус орбиты
Из последней формулы видно, что при уменьшении центростремительного ускорения радиус орбиты R спутника увеличивается. Найдем как будет меняться потенциальная энергия спутника и скорость его движения по орбите.
Центростремительное ускорение можно записать кака его потенциальная энергия определяется как гравитационная энергия, обусловленная взаимным притяжением спутника и Земли:
Последние две формулы показывают, что при увеличении R скорость спутника уменьшается, а потенциальная энергия увеличивается (обратите внимание на знак «-» перед формулой потенциальной энергии спутника).
Задание 6. Массивный груз, подвешенный к потолку на пружине, совершает вертикальные свободные колебания. Пружина всё время остаётся растянутой. Как ведёт себя потенциальная энергия пружины и скорость груза, когда груз движется вниз от положения равновесия?
Положение равновесия – это положение с максимальной скоростью при колебательном движении груза. Следовательно, при движении от положения равновесия вниз, скорость груза уменьшается.
Потенциальная энергия пружины пропорциональна деформации пружины и, двигаясь вниз, пружина растягивается и ее потенциальная энергия увеличивается.
Задание 6. На тело массой m, поступательно движущееся в инерциальной системе отсчёта, действует постоянная равнодействующая сила F в течение времени ∆t. Если действующая на тело сила увеличится, то как изменятся модуль импульса силы и модуль изменения импульса тела в течение того же промежутка времени ∆t?
При увеличении силы F=ma ускорение тела также будет увеличиваться. Модуль изменения импульса тела , большим чем ранее, а величина пропорциональна ускорению.
Задание 6. На тело массой m, поступательно движущееся в инерциальной системе отсчёта, действует постоянная равнодействующая сила F в течение времени ∆t. Если действующая на тело сила уменьшится, то как изменятся модуль импульса силы и модуль ускорения тела в течение того же промежутка времени ∆t? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
При уменьшении силы F=ma, ускорение телаЗадание 6. Шарик, брошенный горизонтально с высоты Н с начальной скоростью v0, за время t пролетел в горизонтальном направлении расстояние L (см. рисунок). Что произойдёт со временем и дальностью полёта, если на этой же установке увеличить начальную скорость шарика в 2 раза? Сопротивлением воздуха пренебречь. Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
Время полета шарика будет равно времени его падения с высоты H, так как начальная вертикальная скорость равна нулю. Поэтому, меняя начальную горизонтальную скорость шарика в 2 раза, время полета останется прежним.
При увеличении скорости в 2 раза и том же времени полета, длина L=vt увеличится вдвое.
Задание 6. Стальной шарик висит на нитке, привязанной к штативу. Шарик целиком погружён в керосин (рис. 1). Затем стакан с керосином заменили на стакан с водой, и шарик оказался целиком в воде (рис. 2). Как изменились при этом сила натяжения нити и сила Архимеда, действующая на шарик?
Сила натяжения нити по модулю равна результирующей силе, действующей на шарик. На шарик действует сила тяжести mg и выталкивающая сила Архимеда , направленная в противоположную сторону, то есть результирующая сила, а значит, и натяжение нити равны:
где V – объем погруженного тела в жидкость; - плотность жидкости. Так как плотность керосина равна кг/м3, а плотность воды кг/м3, то выталкивающая сила Архимеда в случае воды выше, чем при керосине. Следовательно, натяжение нити при замене керосина водой, уменьшится, а сила Архимеда увеличится.
Задание 6. В школьной лаборатории изучают свободные колебания пружинного маятника при различных значениях массы маятника. Как изменятся период его свободных колебаний и период изменения его потенциальной энергии, если увеличить массу маятника, не изменяя жёсткость пружины? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Период свободных колебаний пружинного маятника массой m и жесткостью пружины k равен . Следовательно, при увеличении массы тела m период колебаний увеличится.
Потенциальная энергия пружинного маятника определяется как , где x – величина деформации пружины. Легко понять, что при увеличении массы маятника растяжение пружины x увеличится, следовательно, увеличится и период изменения потенциальной энергии пружины.
Задание 6. С вершины наклонной плоскости из состояния покоя скользит с ускорением лёгкая коробочка, в которой находится груз массой m (см. рисунок). Как изменятся время движения по наклонной плоскости и модуль работы силы тяжести, если с той же наклонной плоскости будет скользить та же коробочка с грузом массой m/2?
В наклонной плоскости сила тяжести коробочки, создаваемая коробочкой, равна
и противоположна ей сила трения, равная
Равнодействующая сил, действующая на коробочку в наклонной плоскости:
откуда ускорение коробочки
Время, за которое коробочка пройдет по наклонной плоскости, можно найти из формулы
где S – длина наклонной плоскости.
Работа силы тяжести есть величина
Таким образом, при уменьшении массы груза m время движения коробочки по наклонной плоскости останется прежним, а работа силы тяжести уменьшится.
Задание 6. На поверхности воды плавает сплошной деревянный брусок. Как изменятся глубина погружения бруска и сила Архимеда, действующая на брусок, если его заменить сплошным бруском той же плотности и высоты, но большей массы? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Если брусок имеет ту же плотность и высоту, то увеличение массы может осуществляться только за счет увеличения его площади основания, а глубина погружения его в воду останется прежней.
Сила Архимеда определяется как , где V – объем погруженной части тела в воду. Так как этот объем увеличивается (увеличилась площадь бруска), то и сила Архимеда возрастет. Этот же вывод можно сделать на том основании, что сила Архимеда должна компенсировать силу тяжести бруска и так как его масса возрастает, то и сила тяжести mg также возрастет.
Читайте также: