Тема 12. Установление соответствия. Изменение величин

12.04 Статика и гидростатика

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела установление соответствия. изменение величин

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#82574

Груз, подвешенный к динамометру, с постоянной скоростью опускают в стакан, частично заполненный водой, до полного погружения груза (см. рисунок). Как в процессе погружения изменяются сила тяжести, действующая на груз, и сила давления воды на дно сосуда?

$PIC$

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|------------|------------------------------| |Сила-тяжести-|С-ила давления воды-на дно-сосуда --------------------------------------------|

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Сила тяжести не зависит от погружения и постоянна.
При погружении бруска, высота жидкости увеличивается, значит, сила давления на дно сосуда увеличивается, так как она зависит от плотности жидкости, высоты столба, площади дна: $F = pS = ρghS$

Ответ: 31

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#82602

Груз, подвешенный к динамометру и опущенный в стакан с водой, с постоянной скоростью медленно вытаскивают из воды (см. рисунок). Как по мере выхода груза из воды изменяются выталкивающая сила, действующая на груз со стороны воды, и сила давления воды на дно сосуда?

$PIC$

|-------------------------------------|-----------------------------| |Выталкивающая сила, действующая на груз|Сила давления воды на &#x ---------------------------------------------------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

На брусок действует выталкивающая сила: $Fa =ρgV$ , где $V$ - объём погруженной части, $ρ$ - плотность жидкости.
По мере выхода груза из воды объём погруженной части уменьшается, следовательно, уменьшается и сила Архимеда.
При выходе груза из воды, высота жидкости уменьшается, значит, сила давления на дно сосуда уменьшается, так как она зависит от плотности жидкости, высоты столба, площади дна:

F =P S

Здесь $P$ - давление жидкости равное $P = ρgh$ , тогда сила давления равна:

F = ρghS

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#82578

Груз, подвешенный к динамометру и опущенный в стакан с водой до полного погружения, с постоянной скоростью вытаскивают из воды (см. рисунок). Как в процессе выхода груза из воды изменяются сила упругости со стороны пружины и сила Архимеда, действующие на груз?

$PIC$

|--------------|--------------| |Сила-упругости-|Сила-Архимеда-| ------------------------------|

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Сила тяжести не зависит от погружения и постоянна.
При погружении на тело действует выталкивающая сила Архимеда:

FA =ρgV,

где $ρ$ – плотность жидкости, $V$ – объем погруженной части.
При поднятии тела из воды объем $V$ уменьшается, значит, сила Архимеда уменьшается, а значит сила натяжения нити (сила упругости) увеличивается.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#82599

Груз, подвешенный к динамометру и опущенный в стакан с водой, с постоянной скоростью медленно вытаскивают из воды (см. рисунок). Как по мере выхода груза из воды изменяются сила тяжести и сила упругости, действующие на груз?

$PIC$

|-------------------------------|--------------------------------| |С ила тяжести, действующ ая на груз|Сила упругости, действую щая & -----------------------------------------------------------------|

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

FA =ρgV,

где $ρ$ – плотность жидкости, $V$ – объем погруженной части.
При поднятии тела из воды объем $V$ уменьшается, значит, сила Архимеда уменьшается, а значит сила упругости со стороны динамометра увеличивается, чтобы удерживать тело.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#80703

Стальной сплошной шарик на нити сначала погружают в сосуд с дистиллированной водой, а затем — в сосуд с морской водой. Как при этом изменяются выталкивающая сила, действующая на шарик со стороны жидкости, и сила упругости, действующая на шарик со стороны нити?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

|---------------------------------------|----------------------------------| |В ыталкиваю щая сила, действую щая на ш арик|С ила упругости, дейс&#x044 |-----------со стороны-ж-идкости----------|----------со стороны-нити----------| ---------------------------------------------------------------------------|

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Выталкивающую силу можно проанализировать по формуле:

Fa = ρжgV

где видно, что сила зависит от плотности жидкости и от объема погруженной части. Шарик один и тот же, следовательно, объем не меняется. Но плотности дистиллированной и морской воды отличаются - плотность морской воды больше. Значит, выталкивающая сила, действующая на шарик при переносе в морскую воду, увеличится.

Расставив силы, действующие на шарик, и спроецировав их на вертикальную ось, получим:

T =mg − Fa

где $T$ - сила упругости нити, действующая на шарик. Так как выталкивающая сила увеличивается, сила упругости уменьшается.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#40040

Деревянный кубик опускают в сосуд, полностью заполненный водой, так что часть воды выливается через край, а кубик плавает при частичном погружении. Как при этом меняется сила тяжести, действующая на кубик, а также сила давления воды на дно сосуда?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

$PIC$

|--------------|-------------------------------| |-Сила-тяжести-|Сила-давления воды-на-дно-сосуда| -----------------------------------------------|

Источники: Банк ФИПИ | Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Сила тяжести – это величина $F = mg$ , зависящая только от массы тела и ускорения свободного падения. Поэтому сила тяжести, действующая на груз, не изменится при его погружении в воду.

Сила давления на дно сосуда определяется как $P = ρgh$ , где h – высота столба воды в сосуде. Так как плотность воды $ρ$ не меняется, высота столба воды $h$ остается прежним, поэтому сила давления воды на дно сосуда не изменится.

Ответ: 33

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#82792

Стальной шар, первоначально лежавший на горизонтальной поверхности стола, опустили в сосуд, полностью заполненный водой, так что часть воды вылилась через край (см. рисунок). Как после погружения изменились сила тяжести, действующая на шар, и давление воды на дно сосуда?

$PIC$

|-------------------------------|------------------------| |С-ила-тяжести, действующ-ая-на ш-ар|Давление воды на-дно сосуда ----------------------------------------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Масса шарика не меняется, значит не меняется и сила тяжести, действующая на него.
Давление столба воды на дно сосуда определяется формулой $p= ρgh$ , $ρ$ – плотность жидкости, $h$ – высота столба жидкости. Высота жидкости остаётся неизменной, а значит, не меняется и давление воды.

Ответ: 33

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#111809

Воду перелили из цилиндрического сосуда 1 в цилиндрический сосуд 2 (см. рисунок). Как при этом изменились сила тяжести, действующая на воду, и сила давления воды на дно сосуда?

$PIC$

|Сила-тяж-ести, действую-щая-на воду|Сила давления воды-на дно-со&#x- |-------------------------------|-----------------------------| ---------------------------------------------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Масса воды не изменяется, следовательно, не изменяется и сила тяжести, действующая на воду.
Сила давления воды на дно сосуда

F = ρghS,

где $h$ - высота жидкости, $S$ - площадь дна сосуда.
$V = hS$ - это объем воды. А т.к. масса жидкости не изменилась, то и объем не изменился. Тогда сила давления также не изменилась.

Ответ: 33

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#82597

2 л воды перелили из сосуда 1 в сосуд 2. Площади дна сосудов одинаковы (см. рисунок). Как при этом изменились давление и сила давления воды на дно сосуда?

$PIC$

|Д-авление-воды--|Сила давления воды |--------------|-----------------| ---------------------------------|

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Высота уровня воды в сосуде 2 выше, чем высота уровня воды в сосуде 1, значит давление воды в сосуде 2 на дно сосуда больше, чем давление воды в сосуде 1.
Сила давления $F = pS$ , поскольку давление жидкости на дно сосуда увеличилось, то увеличилась и сила давления на дно сосуда.

Ответ: 11

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#82579

Воду перелили из цилиндрического сосуда 1 в цилиндрический сосуд 2 (см. рисунок). Как при этом изменились сила тяжести, действующая на воду, и давление воды на дно сосуда?

$PIC$

|Сила-тяжести, действующая-на воду|Давление воды-на дно-сосуда |-------------------------------|-------------------------| ----------------------------------------------------------|

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Так как давление зависит от плотности жидкости, высоты столбца: $p= ρgh$ , то при уменьшении высоты столбца - уменьшается и давление воды на дно сосуда.
Масса воды не изменяется, следовательно, не изменяется и сила тяжести, действующая на воду.

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#82576

Деревянный кубик плавает в сосуде, частично заполненном водой (см. рисунок). Как изменятся сила тяжести, действующая на воду, и сила давления воды на дно сосуда, если погрузить этот кубик в воду целиком?

$PIC$

|Сила-тяж-ести, действую-щая-на воду|Сила давления воды-на дно-со&#x- |-------------------------------|-----------------------------| ---------------------------------------------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Когда кубик опускают в воду, уровень воды в сосуде повышается. Так как давление зависит от плотности жидкости, высоты столбца: $p= ρgh$ , то при увеличении высоты столбца - увеличивается и давление воды на дно сосуда.
Масса воды не изменяется, следовательно, не изменяется и сила тяжести, действующая на воду.

Ответ: 31

Интенсивы

Глубокий разбор тем, требующих дополнительного внимания

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#82575

2 литра воды перелили из сосуда 1 в сосуд 2. Площади дна сосудов одинаковы (см. рисунок). Как при этом изменились давление и сила давления воды на дно сосуда?

$PIC$

|Давление воды-на дно-сосуда|Сила давления воды-на дно-сосуда |-------------------------|-----------------------------| ---------------------------------------------------------

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Так как давление зависит от плотности жидкости, высоты столбца: $p= ρgh$ , то при уменьшении высоты столбца - уменьшается и давление воды на дно сосуда.
Сила давления зависит от давления и площади дна: $F = pS$ , площади дна одинаковые, давление уменьшается, значит, уменьшается и сила давления на дно сосуда.

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#44520

Деревянный кубик опускают в сосуд, частично заполненный водой, так что кубик плавает при частичном погружении (см. рисунок).

$PIC$

Как при этом изменились сила тяжести, действующая на кубик, а также сила давления воды на дно сосуда? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

|Сила-тяж-ести, действующая|Сила-давления-воды-| | | | |--------на кубик--------|---на дно-сосуда---| --------------------------------------------|

Источники: Банк ФИПИ | Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Сила тяжести равна:

F = mg,

где $m$ – масса тела, $g$ – ускорение свободного падения.
То есть она постоянна в этом случае.
Давление воды на дно равно:

p= ρgh,

где $ρ$ – плотность жидкости, $h$ – высота столба жидкости.
Так как кубик вытесняет некоторый объём воды, то высота столба жидкости увеличится и давление увеличится.
Сила давления равна:

F = P ⋅S д

Так как площадь дна не меняется, а давление увеличивается, растет сила давления на дно сосуда.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#41262

Сплошной деревянный кубик ставят на стол сначала гранью, имеющей наименьшую площадь поверхности, затем — гранью с большей площадью поверхности (см. рисунок).

$PIC$

Как при этом меняется давление и сила давления кубика на стол? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

|---------|---------------| |Д-авление|С-ила-давлени-я-| --------------------------|

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Давление можно найти по формуле:

F- P = S ,

где $F$ – сила давления, $S$ – площадь.
Сила давление же постоянна и равна силе тяжести, при этом площадь во втором случае больше, значит, давление во втором случае меньше.

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#50757

Корабль переходит из реки в море. Как при этом изменяются осадка корабля и действующая на него выталкивающая сила?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

|Осадка корабля|В-ыталкиваю-щая-сила| |-------------|-------------------| -----------------------------------

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Известно, что плотность морской воды выше плотности речной. Выталкивающая сила Архимеда равна:

Fарх = ρgV,

где $ρ$ – плотность воды, $V$ – объём погруженного тела.
Т.к. корабль в обоих случаях плавает, то

Fарх = mg,

где $m$ - масса корабля.
Запишем второй закон Ньютона в обоих случаях

ρречgVреч = mg, (1)

ρморgVмор =mg. (2)

Разделим уравнения (2) на (1)

ρмор Vреч ρреч = Vмор

Т.к. $ρмор > ρреч$ , то $Vреч$ > $Vмор$ .
Тогда осадка корабля уменьшится.
При этом выталкивающая сила в обоих случаях будет неизменной, так как она компенсирует силу тяжести корабля и благодаря этому он плавает, а не тонет.

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#37413

Груз, подвешенный к динамометру, с постоянной скоростью опускают в стакан с водой до полного погружения груза (см. рисунок). Как в процессе погружения изменяются сила тяжести и сила упругости, действующие на груз?

$PIC$

Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения.
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

|-------------|---------------| |Сила-тяжести-|Си-ла упругости| -------------------------------

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

FA = ρgV,

где $ρ$ – плотность жидкости, $V$ – объем погруженной части.
При погружении объем $V$ увеличивается, значит, сила Архимеда увеличивается и уменьшается сила натяжения нити.

Ответ: 32

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#41559

Свинцовую гирьку, подвешенную на нити и погруженную в сосуд с водой, как показано на рисунке, вынимают из воды. Как изменятся после вынимания гирьки из воды сила натяжения нити и давление воды на дно сосуда?

$PIC$

|---------------------|--------------------| |-Сила-натя-жения-нити-|Давление-воды-на дно| | | | -------------------------------------------

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Когда гирька погружена в воду, то на гирьку действует выталкивающая сила Архимеда. После вынимания гирьки из воды эта выталкивающая сила пропадает и остается только сила тяжести, направленная вниз. Значит, сила натяжения нити после вынимания гирьки из воды, увеличится.
Давление столба жидкости равно

p = ρgh,

где $ρ$ – плотность жидкости, $h$ – высота столба жидкости.
Когда гирьку вынимают из воды, то высота уменьшается и давление уменьшается.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#41430

Под колокол воздушного насоса поместили завязанный надутый резиновый шарик (см. рисунок). Затем из-под колокола стали откачивать воздух. Как в процессе откачки воздуха изменяются объём шарика и давление воздуха в нём?

$PIC$

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

|-------|---------| |Объ-ём--|Давление-| -------------------

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Давление воздуха в шарике и в колоколе будет равно. При откачке воздуха в колокол давление в нём уменьшится, следовательно, давление в шарике тоже уменьшится. Так как давление уменьшится, то шарик начнёт расширяться и объём шарика увеличится.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#43891

Под колокол воздушного насоса поместили завязанный надутый резиновый шарик (см. рисунок). Затем под колокол стали дополнительно накачивать воздух. Как в процессе накачки воздуха изменяются объём шарика и давление воздуха в нём?

$PIC$

|-------|---------| |Объ-ём--|Давление-| -------------------

Источники: Камзеева 2024

Показать ответ и решение

Давление воздуха в шарике и в колоколе будет равно. При дополнительной накачке воздуха в колокол давление в нём увеличится, следовательно, давление в шарике тоже увеличится. Так как давление увеличится, то шарик начнёт сжиматься и объём шарика уменьшится.

Ответ: 21