5.01 Механика

Сплошной шарик из парафина сначала отпустили в сосуд с водой, а затем – в сосуд с бензином. Сравните выталкивающие силы, действующие на шарик со стороны воды и со стороны бензина.
1) Выталкивающая сила в сосуде с водой будет равна выталкивающей силе в сосуде с бензином, так как в обоих случаях выталкивающая сила будет уравновешивать одну и ту же силу тяжести, действующую на шарик.
2) Выталкивающая сила в сосуде с бензином будет больше, так как выталкивающая сила прямо пропорциональна объёму погруженной части тела, а в бензин шарик полностью погрузится, тогда как в воде будет плавать при частичном погружении.
3) Выталкивающая сила в сосуде с водой будет больше, так как в воде шарик будет плавать при частичном погружении, и выталкивающая сила будет уравновешивать силу тяжести, действующую на шарик, а в бензине шарик утонет, т.е. выталкивающая сила будет меньше силы тяжести.
4) Выталкивающая сила в сосуде с водой будет больше, так как выталкивающая сила прямо пропорциональна плотности жидкости, а плотность воды больше плотности бензина.

Андрей заметил, что ходить босыми ногами по мелкой морской гальке не так больно, если идти не по берегу, а погрузившись по пояс в воду. С чем это связано?
1) В воде трение между ногами и гальной меньше по сравнению с соответствующим трением на берегу.
2) На человека в воде действует выталкивающая сила, так что сила давления гальки на человека уменьшается.
3) Более холодная по сравнению с воздухом температура воды снимает боль при хождении по гальке.
4) В воде человек может плыть и не испытывать боль от хождения по гальке.

Механизм физиологического действия инфразвука на человека пока полностью не установлен. Согласно одной из существующих гипотез, действие инфразвука связано с возбуждением резонансных колебаний в организме (когда частота собственных колебаний системы совпадает с частотой внешних колебаний).
В таблице представлены интервал инфразвуковых частот от некоторых видов транспорта.

Источник инфразвука	Частота, Гц
Автомобильный транспорт	Весь спектр инфразвукового диапазона
Железнодорожный транспорт, трамваи

Ирину укачивает в автомобиле, но она не испытывает никаких неприятных ощущений даже при длительных поездках в железнодорожном транспорте.
Согласуется ли этот факт с приведённой выше гипотезой, если известно, что собственная частота нашего вестибулярного аппарата близка к 6 Гц?
1) Согласуется. Частота колебаний железнодорожного транспорта соответствует инфразвуковым частотам, как и частота колебаний вестибулярного аппарата.
2) Согласуется. Частота колебаний вестибулярного аппарата может совпасть с внешней частотой инфразвуковых колебаний автомобиля, что приведёт к резонансу.
3) Не согласуется. Ни при каких условиях частота колебаний вестибулярного аппарат не может совпасть с инфразвуковыми колебаниями транспорта.
4) Для ответа на вопрос необходимы дополнительные данные.

Можно ли с помощью жидкостного поршневого насоса поднять воду на высоту пятиэтажного здания, если высота одного этажа составляет примерно 3 м?
1) Из практики мы знаем, что с помощью достаточно мощного насоса можно поднять воду на высоту любого этажа.
2) Нельзя, так как вода в трубке жидкостного поршневого насоса поднимается за поршнем под действием атмосферного давления, которое соответствует давлению примерно 10 м водяного столба.
3) Нельзя, так как ртуть в трубке Торричелли под действием атмосферного давления поднимается только до высоты в 760 мм.
4) Ответ зависит от температуры воды: так как при нагревании воды её плотность уменьшается, то горячую воду можно поднять на большую высоту по сравнению с холодной.

Сплошной шарик из парафина сначала отпустили в сосуд с машинным маслом, а затем – в сосуд с водой. Сравните выталкивающие силы, действующие на шарик со стороны воды и со стороны бензина.
1) Выталкивающая сила в сосуде с водой будет равна выталкивающей силе в сосуде с маслом, так как в обоих случаях выталкивающая сила будет уравновешивать одну и ту же силу тяжести, действующую на шарик.
2) Выталкивающая сила в сосуде с водой будет равна выталкивающей силе в сосуде с маслом, так как плотность шарика равна плотности машинного масла.
3) Выталкивающая сила в сосуде с водой будет больше, так как выталкивающая сила прямо пропорциональна плотности жидкости, а плотность воды больше плотности масла.
4) Выталкивающая сила в сосуде с машинным маслом будет больше, так как выталкиввающая сила прямо пропорциональна объёму погруженной части тела, а в масле шарик будет плавать при полном погружении, тогда как в воде – при частичном погружении.