Тема Статика и гидростатика

01 Банк ФИПИ

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела статика и гидростатика

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#82574Максимум баллов за задание: 2

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: $F = pS = ρghS,$ где $F$ - сила давления на дно сосуда, $ρ$ - плотность жидкости, $h$ - высота столба жидкости, $S$ - площадь дна сосуда.

Ответ: 31

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#82602Максимум баллов за задание: 2

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 $ρ$ , высоты столба $h$ , площади дна $S$ :

F =P S

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

F = ρghS

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#82578Максимум баллов за задание: 2

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

Нарисуем силы, действующие на груз

$PIC$

Запишем второй закон Ньютона для груза

m ⃗g+ ⃗T + F⃗A = m⃗a,

где $m$ - масса груза;
$T$ - сила натяжения пружины;
$FA$ - сила Архимеда;
$a = 0$ - ускорение равно нулю, поскольку тело опускают с постоянной скоростью.
Запишем второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось

T + FA =mg. (1)

Сила Архимеда вычисляется по формуле

FA =ρgV,

где $ρ$ – плотность жидкости, $V$ – объем погруженной части.
При поднятии тела из воды объем $V$ уменьшается, значит, сила Архимеда уменьшается.
Поскольку сила тяжести зависит только от массы груза, масса груза в течении экспермента не менялась, то она постоянна. Тогда правая часть уравнения (1) не меняется, тогда поскольку сила Архимеда уменьшается, то для того, чтобы уравнение выполнялось требуется, чтобы сила натяжения пружины увеличивалась.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#82599Максимум баллов за задание: 2

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

Нарисуем силы, действующие на груз

$PIC$

Запишем второй закон Ньютона для груза

m ⃗g+ ⃗T + F⃗A = m⃗a,

T + FA =mg. (1)

Сила Архимеда вычисляется по формуле

FA =ρgV,

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#80703Максимум баллов за задание: 2

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 $ρж$ - плотность жидкости;
$V$ - объём тела, погруженной в жидкость.
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#40040Максимум баллов за задание: 2

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-|С-ила 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 $m$ и ускорения свободного падения $g$ . 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 прежней, поэтому сила давления воды на дно сосуда не изменится.

Ответ: 33

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#82792Максимум баллов за задание: 2

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

Сила тяжести вычисляется по формуле

F = mg,

где $m$ - масса шарика;
$g$ - ускорение свободного падения.
Поскольку масса шарика и ускорение свободного падения не меняется, то сила тяжести, действующая на шар, также не изменяется.
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#111809Максимум баллов за задание: 2

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

Сила тяжести вычисляется по формуле

F = mg,

F = ρghS,

где $h$ - высота жидкости, $S$ - площадь дна сосуда, $ρ$ - плотность жидкости.
$V = hS$ - 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#82597Максимум баллов за задание: 2

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

Давление воды на дно сосуда равно гидростатическому давлению и вычисляется по формуле

p= ρgh,

где $ρ$ - плотность жидкости;
$h$ - высота столба жидкости.
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, а площадь дна $S$ была неизменна, то увеличилась и сила давления на дно сосуда.

Ответ: 11

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#82579Максимум баллов за задание: 2

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

Сила тяжести вычисляется по формуле

F = mg,

где $m$ - масса шарика;
$g$ - ускорение свободного падения.
Поскольку масса шарика и ускорение свободного падения не меняется, то сила тяжести, действующая на шар, также не изменяется.
Давления воды на дно сосуда равно гидростатическому давлению и вычисляется по формуле

p= ρgh,

где $h$ - высота жидкости, $ρ$ - плотность жидкости.
Поскольку высота столба жидкости уменьшается, то давление воды на дно сосуда также уменьшается.

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#82576Максимум баллов за задание: 2

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

Сила тяжести воды вычисляется по формуле

F = mg,

где $m$ - масса шарика;
$g$ - ускорение свободного падения.
Поскольку масса воды и ускорение свободного падения не меняется, то сила тяжести, действующая на воду, также не изменяется.
Сила давления воды на дно сосуда

F = ρghS,

где $h$ - высота жидкости, $S$ - площадь дна сосуда, $ρ$ - плотность жидкости.
Поскольку высота столба жидкости увеличится, то и сила давление увеличится

Ответ: 31

Интенсивы

Глубокий разбор тем, требующих дополнительного внимания

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#82575Максимум баллов за задание: 2

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

Давление воды на дно сосуда равно гидростатическому давлению и вычисляется по формуле

p= ρgh,

где $ρ$ - плотность жидкости;
$h$ - высота столба жидкости.
Высота уровня воды в сосуде 2 ниже, чем высота уровня воды в сосуде 1, значит давление воды в сосуде 2 на дно сосуда меньше, чем давление воды в сосуде 1.
Сила давления $F = pS$ , поскольку давление жидкости на дно сосуда уменьшилось, а площадь дна $S$ была неизменна, то уменьшилась и сила давления на дно сосуда.

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#44520Максимум баллов за задание: 2

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