Помогите с физикой пж.
Контрольная работа «Сила Архимеда».
Вариант 1.
- Однородный цилиндр, изготовленный из материала плотностью 600 кг/м³, с радиусом основания 25 см и высотой 20 см привязан нитью ко дну сосуда, наполненного водой, и полностью в неё погружен. Найдите силу натяжения нити.
- На сколько уменьшатся показания динамометра, если тело объемом 150 см³, подвешенное к его пружине, погрузить в воду на треть своего объёма?
- Почему пузырёк воздуха, при всплытии со дна водоёма, чем ближе к поверхности, тем выше его скорость всплытия? Дайте развёрнутый ответ.
Вариант 2.
- Железный брусок подвесили на пружине, при этом она растянулась на 15,6 см. Затем брусок полностью опустили в керосин, не касаясь стенок и дна сосуда. Как изменилось удлинение пружины. Плотность стали 7800 кг/м3, Плотность керосина 800 кг/м3
- Определите Архимедову силу, действующую на пробковый спасательный круг объемом 30 дм3, если он на 1/3 часть опущен в воду.
Плотность пробки 240 кг/м3
- К концам коромысла рычажных весов подвешены две одинаковые гири. Что произойдет, если одну из них поместить в воду, а другую — в керосин? Дайте развёрнутый ответ.
Вариант 3.
- Пластилиновый брусок весом 1Н полностью погрузили в воду, после чего он стал весить 0,2 Н. Найти плотность пластилина.
- Какая сила потребуется, чтобы удержать, полностью под водой, мячик объёмом 190 см³, если его масса 40 грамм?
- Масса куска мрамора такая же, как и медной гири. Какое из этих тел легче поднять в воде? Дайте развёрнутый ответ.
Chat GPT ответил:
Вариант 1
1. Сила натяжения нити для цилиндра:
• Найти объем цилиндра: V = πr²h = π × (0.25 м)² × 0.2 м ≈ 0.0393 м³
• Найти массу цилиндра: m = ρV = 600 кг/м³ × 0.0393 м³ ≈ 23.58 кг
• Найти силу тяжести, действующую на цилиндр: Fт = mg = 23.58 кг × 9.8 м/с² ≈ 231.1 Н
• Найти силу Архимеда, действующую на цилиндр: Fа = ρводы × g × V = 1000 кг/м³ × 9.8 м/с² × 0.0393 м³ ≈ 385.1 Н
• Сила натяжения нити: Fн = Fа - Fт = 385.1 Н - 231.1 Н = 154 Н
2. Уменьшение показаний динамометра:
• Объем погруженной части: Vпогр = (1/3) × 150 см³ = 50 см³ = 50 × 10⁻⁶ м³
• Сила Архимеда: Fа = ρводы × g × Vпогр = 1000 кг/м³ × 9.8 м/с² × 50 × 10⁻⁶ м³ = 0.49 Н
• Показания динамометра уменьшатся на 0.49 Н.
3. Пузырёк воздуха:
• По мере подъема пузырька уменьшается гидростатическое давление воды.
• Согласно закону Бойля-Мариотта, при уменьшении давления объем газа увеличивается (при постоянной температуре).
• Увеличение объема пузырька приводит к увеличению выталкивающей силы Архимеда (Fа = ρводы × g × V).
• Увеличение выталкивающей силы приводит к увеличению результирующей силы, действующей на пузырек вверх, и, следовательно, к увеличению его ускорения и скорости.
Вариант 2
1. Изменение удлинения пружины:
• Найти удлинение пружины без керосина: kx = mg, где k - жесткость пружины, x = 0.156 м, g = 9.8 м/с².
• Найти объем бруска: V = m / ρстали. Чтобы найти массу, сначала нужно выразить k из первого уравнения: k = mg/x. Потом подставить это во второе уравнение. Но проще решить пропорцией.
Fa/mg = delta_x / x
Fa = grho_ker V
V = m/rho_stal
× delta_x = (g × rho_ker × m/rho_stal) / (mg/x) = x×rho_ker / rho_stal = 0.156 м × 800 кг/м³ / 7800 кг/м³ = 0.016 м = 1.6 см.
• Удлинение уменьшится на 1.6 см.
2. Архимедова сила на спасательный круг:
• Vпогр = (1/3) × 30 дм³ = 10 дм³ = 0.01 м³
• Fа = ρводы × g × Vпогр = 1000 кг/м³ × 9.8 м/с² × 0.01 м³ = 98 Н
3. Коромысло с гирями:
• Если одну гирю поместить в воду, а другую — в керосин, равновесие весов нарушится.
• На гирю в воде будет действовать большая выталкивающая сила Архимеда, чем на гирю в керосине (так как плотность воды больше плотности керосина).
• Гиря в воде будет казаться легче, чем гиря в керосине, поэтому перевесит гиря, находящаяся в керосине.
Вариант 3
1. Плотность пластилина:
• Сила Архимеда: Fа = P - P' = 1 Н - 0.2 Н = 0.8 Н
• Объем пластилина: V = Fа / (ρводы × g) = 0.8 Н / (1000 кг/м³ × 9.8 м/с²) ≈ 8.16 × 10⁻⁵ м³
• Масса пластилина: m = P / g = 1 Н / 9.8 м/с² ≈ 0.102 кг
• Плотность пластилина: ρ = m / V = 0.102 кг / (8.16 × 10⁻⁵ м³) ≈ 1250 кг/м³
2. Сила, чтобы удержать мячик:
• Сила тяжести: Fт = mg = 0.04 кг × 9.8 м/с² = 0.392 Н
• Сила Архимеда: Fа = ρводы × g × V = 1000 кг/м³ × 9.8 м/с² × 190 × 10⁻⁶ м³ = 1.862 Н
• Сила, чтобы удержать: F = Fа - Fт = 1.862 Н - 0.392 Н = 1.47 Н
3. Мрамор и медь:
• Под водой легче поднять тело, на которое действует большая выталкивающая сила Архимеда.
• Выталкивающая сила зависит от объема тела (Fа = ρводы × g × V).
• Так как масса мрамора и меди одинакова, но плотность мрамора меньше плотности меди, то объем мрамора больше объема меди (ρ = m/V).
• Следовательно, на кусок мрамора будет действовать большая выталкивающая сила, и его будет легче поднять в воде.
Кстати он учитывает g как 9,8 н.кг или 9,8 м.с у нас же физик просит читать за 10 н.кг поэтому если надо десть напиши я посчитаю заново