Фізика. Рівень стандарту. 10 клас. Сиротюк

Задачі та вправи № 257-277. Механіка

Розв’язуємо разом

1. Купаючись у річці з мулким дном, можна помітити, що ноги більше грузнуть у мул на мілких місцях, ніж на глибоких. Поясніть чому.

Відповідь: тому що на глибоких місцях діє більша виштовхувальна сила.

2. Визначте, яка архімедова сила діє на тіло об’ємом 5 м³, занурене повністю у воду?

3. Чи потрібно враховувати завантаженість судна під час його переміщення з моря в річку? Довантажувати чи розвантажувати потрібно судно, щоб воно було занурене по ватерлінію?

Відповідь: під час переміщення судна з моря в річку потрібно враховувати завантаженість судна, тому що густина води зменшується. Судно потрібно розвантажувати.

4. Як зміниться рівень води в посудині, у якій плаває чашка, якщо, зачерпнувши нею воду із цієї самої посудини, потопити чашку?

Відповідь: плаваючи, чашка витісняє значно більшу масу води, ніж потонувши. Вода, яка заповнила при зануренні чашку, залишалася в цій самій посудині. Рівень води знизиться.

Рівень А

257. Корковий круг має вагу 40 Н. Визначте підйомну силу цього круга у прісній воді.

258. Мармурова плита в повітрі має вагу 405 кН. Яку силу треба прикласти, щоб утримати її у воді?

259. Визначте площу плоскої крижини завтовшки 20 см, якщо вона може утримати на воді вантаж масою 50 кг, занурюючись у воду на глибину 19 см. Густина льоду становить 900 кг/м³, води - 10³ кг/м³.

260. Для чого водолази надівають черевики із свинцевими підошвами, а іноді ще й на груди й спину чіпляють важкі свинцеві пластинки (мал. 52)?

Мал. 52. Спорядження водолаза

261. Чи однаковим є натяг якірного ланцюга корабля, коли якір висить у повітрі або коли перебуває в товщі води?

262. Поясніть, чому гідролітаки плавають на воді (мал. 53).

Мал. 53. Гідролітаки

263. Для чого призначений плавальний міхур у риб?

264. Судно важить 100 000 000 Н. Який об’єм води воно витісняє?

Рівень Б

265. Шматок льоду масою 1,9 кг плаває в циліндричній посудині, наповненій рідиною густиною 0,95 • 10³ кг/м³. На скільки зміниться рівень рідини, коли лід розтане? Площа дна посудини становить 400 см², густина води - 10³ кг/м³.

266. Для визначення густини невідомої рідини однорідне тіло підвісили на динамометрі в цій рідині, а потім у вакуумі та воді. У рідині тіло розтягує пружину динамометра із силою 1,66 Н, у вакуумі - із силою 1,8 Н, а у воді - 1,6 Н. Визначте густину рідини і тіла. Густина води - 10³ кг/м³.

267. З води з глибини 5 м піднімають на поверхню камінь об’ємом 0,6 м³. Густина каменя становить 2500 кг/м³, води - 1000 кг/м³. Яку силу потрібно прикласти, щоб підняти камінь на поверхню?

268. У циліндричну посудину з водою опустили залізну коробочку. Через це рівень води піднявся на 2 см. На скільки опуститься рівень води після того, як коробочка потоне? Густина заліза - 7,8 • 10³ кг/м³, густина води - 10³ кг/м³.

269. Аеростат масою 500 кг і об’ємом 600 м³ піднімається вгору рівноприскорено. Знайти висоту підйому аеростата за перші 10 с. Густина повітря - 1,3 кг/м³.

270. Визначте найменшу площу плоскої крижини завтовшки 20 см, яка здатна втримати на воді людину масою 80 кг. Густина льоду - 900 кг/м³, води - 10³ кг/м³.

271. Почистіть картоплину. Шматок її покладіть у воду. Насипайте у воду сіль (розмішуючи її) доти, доки картоплина не спливе. Як пояснити це явище?

272. Виконайте такий дослід: у нижню частину стеаринової свічки встроміть цвях так, щоб свічка плавала у воді вертикально. Запаліть свічку. Як довго горітиме свічка, плаваючи у воді?

Є над чим замислитися

273. Однорідна паличка густиною 640 кг/м³ шарнірно закріплена за верхній кінець, а нижня її частина занурена у воду. Яка частина палички занурена у воду при її рівновазі? Густина води - 10³ кг/м³.

274. Куб, що плаває у ртуті, занурений на 1/12 його об’єму. Яка частина об’єму буде занурена у ртуть, якщо долити шар води, що повністю покриє куб? Густина ртуті - 13,6 • 10³ кг/м³, води - 10³ кг/м³.

275. Порожниста куля зі сталі розтягує пружину динамометра в повітрі із силою 6 Н, у воді - із силою 5 Н. Визначте об’єм порожнини. Густина сталі - 8 • 10³ кг/м³.

276. Куля, до половини занурена у воду, тисне на дно посудини із силою втричі меншою від сили тяжіння, яка діє на кулю. Визначте густину кулі. Густина води - 10³ кг/м³.

277. Прилад для вимірювання густини рідини (ареометр) складається зі скляної кульки із свинцевим тягарцем, до якої припаяна довга циліндрична скляна трубка з площею поперечного перерізу 10 мм² зі шкалою всередині. Маса ареометра - 3 г. Поділки шкали ареометра нанесені через 0,01 г/см³. Яка відстань між поділками шкали в міліметрах поблизу поділки, що відповідає густині 1,23 г/см³?