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?
- 1
Гидростатическое давление определяется высотой столба жидкости: чем больше высота $h$, тем больше давление $p$.
- 2
При одинаковом объёме воды и одинаковых площадях дна в сосуде 1 высота столба воды больше, поскольку сосуд сужается кверху. В сосуде 2 высота столба меньше. Поэтому при переливании давление на дно уменьшается.$$p = \rho gh$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
2 л воды перелили из сосуда 1 в сосуд 2. Площади дна сосудов одинаковы. Как при этом изменились давление и сила давления воды на дно сосуда?
- 1
Объём воды и площадь дна сосудов одинаковы, но сосуд 2 сужается кверху. Поэтому после переливания высота столба воды увеличивается.$$h_2 > h_1$$
- 2
Гидростатическое давление прямо пропорционально высоте столба жидкости.$$p = \rho gh \Rightarrow p_2 > p_1$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
С крыши гаража падает камень. Как при этом изменяются его скорость и потенциальная энергия относительно поверхности Земли?
- 1
Камень падает вниз под действием силы тяжести, поэтому его скорость увеличивается.$$v \uparrow$$
- 2
Высота камня над поверхностью Земли уменьшается. Так как потенциальная энергия определяется формулой $E_p = mgh$, она уменьшается.$$h \downarrow \Rightarrow E_p \downarrow$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
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…
- 1
По мере выхода груза из воды объём его погружённой части уменьшается.
- 2
Согласно закону Архимеда, при уменьшении объёма вытесненной воды сила Архимеда уменьшается: $F_A = \rho g V$.
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Мяч, катящийся по ровному горизонтальному футбольному полю, останавливается из-за трения. Как при этом изменяются кинетическая энергия и внутренняя энергия мяча?
- 1
При остановке скорость мяча уменьшается до нуля, поэтому его кинетическая энергия уменьшается.$$E_k = \frac{mv^2}{2}$$
- 2
Работа силы трения превращается во внутреннюю энергию мяча и поля. Внутренняя энергия мяча увеличивается.
В U-образном сосуде находятся две несмешивающиеся жидкости. Во сколько раз плотность жидкости 1 меньше плотности жидкости 2?
- 1
На одном горизонтальном уровне давления в сообщающихся частях жидкости 2 равны.$$p_0 + \rho_1 g h_1 = p_0 + \rho_2 g h_2$$
- 2
После сокращения атмосферного давления и ускорения свободного падения получаем отношение плотностей:$$\frac{\rho_2}{\rho_1} = \frac{h_1}{h_2}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Футбольный мяч, катящийся по ровному горизонтальному участку земли, останавливается из-за трения. Как при этом изменяются кинетическая и потенциальная энергия мяча?
- 1
Из-за трения скорость мяча уменьшается до нуля, поэтому его кинетическая энергия уменьшается.$$E_k = \frac{mv^2}{2}$$
- 2
Мяч катится по горизонтальному участку, его высота над землёй не изменяется. Следовательно, потенциальная энергия остаётся постоянной.$$E_p = mgh = \text{const}$$
Свинцовый шарик охлаждают в холодильнике. Как при этом меняется плотность шарика и средняя скорость теплового движения частиц свинца?
- 1
При охлаждении свинцовый шарик сжимается, поэтому его объём уменьшается, а масса остаётся постоянной.$$\rho = \dfrac{m}{V}$$
- 2
При постоянной массе и уменьшении объёма плотность шарика увеличивается.
Ещё 1 қадам — толық шешімде
В процессе нагревания стальной шарик перестал пролезать сквозь металлическое кольцо (см. рисунок). Как при этом изменились плотность шарика и средняя кинетическая энергия движения частиц материала…
- 1
При нагревании стальной шарик расширяется: его объём увеличивается, а масса остаётся постоянной.$$V \uparrow,\quad m = \mathrm{const}$$
- 2
Так как плотность равна отношению массы к объёму, увеличение объёма приводит к уменьшению плотности шарика.$$\rho = \dfrac{m}{V},\quad \rho \downarrow$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Деревянный кубик опустили в сосуд, частично заполненный водой, так что кубик плавает при частичном погружении (см. рисунок). Как после погружения кубика в сосуд изменились сила тяжести, действующая…
- 1
После погружения масса деревянного кубика не изменяется. Следовательно, сила тяжести, действующая на кубик, остаётся прежней.$$F_{\text{тяж}} = mg = \text{const}$$
- 2
Погружённая часть кубика вытесняет воду, поэтому уровень воды в сосуде повышается. Давление воды на дно увеличивается, а вместе с ним увеличивается и сила давления на дно.
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Деревянный кубик плавает в сосуде, частично заполненном водой. Как изменятся сила тяжести, действующая на воду, и сила давления воды на дно сосуда, если погрузить этот кубик в воду целиком?
- 1
При погружении кубика количество воды в сосуде не изменяется, поэтому её масса и сила тяжести остаются прежними.$$F_{\text{тяж}} = mg = \text{const}$$
- 2
Полностью погружённый кубик вытесняет больший объём воды, чем в плавающем состоянии. Уровень воды повышается, поэтому увеличивается гидростатическое давление на дно.$$p = \rho gh$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
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…
- 1
Масса груза не изменяется, поэтому сила тяжести остаётся постоянной.$$F_{\text{тяж}} = mg = \text{const}$$
- 2
По мере выхода груза из воды объём погружённой части уменьшается, следовательно, уменьшается и выталкивающая сила.$$F_{\text{Арх}} = \rho g V_{\text{погр}}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
В цилиндре под герметичным поршнем находится газ. Поршень перемещают вниз. Температура газа поддерживается постоянной. Как по мере перемещения поршня изменяются давление газа и его объём?
- 1
При перемещении поршня вниз пространство, занимаемое газом, уменьшается, поэтому объём газа уменьшается.
- 2
Температура и масса газа постоянны, поэтому применим закон Бойля — Мариотта: произведение давления на объём постоянно.$$pV = \mathrm{const}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
В сообщающиеся сосуды поверх предварительно налитой воды налили четыре различные жидкости, не смешивающиеся с водой (см. рисунок). При этом уровень воды в сосудах остался одинаковым. Какая жидкость…
- 1
Так как уровни воды в сообщающихся сосудах одинаковы, давления столбов налитых жидкостей на одном горизонтальном уровне должны быть одинаковыми.$$p = \rho g h$$
- 2
При одинаковом давлении и одинаковом ускорении свободного падения плотность жидкости обратно пропорциональна высоте её столба: $\rho \sim \dfrac{1}{h}$.
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Нагретый шарик застрял в металлическом кольце, а после остывания проскользнул сквозь кольцо. Как в процессе остывания шарика изменились его плотность и средняя кинетическая энергия движения частиц…
- 1
При остывании шарик сжимается: его объём уменьшается, а масса остаётся неизменной.
- 2
Так как плотность определяется отношением массы к объёму, при уменьшении объёма плотность шарика увеличивается.$$\rho = \frac{m}{V}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Математический маятник совершает незатухающие гармонические колебания (см. рисунок). Как изменяются полная механическая энергия и потенциальная энергия маятника при переходе из точки А в точку Б?
- 1
Колебания маятника незатухающие, поэтому потери механической энергии отсутствуют и полная механическая энергия сохраняется.$$E = E_k + E_p = \mathrm{const}$$
- 2
Точка Б расположена выше точки А, поэтому при переходе из А в Б увеличивается высота маятника и его потенциальная энергия.$$E_p = mgh,\quad h_B > h_A \Rightarrow E_{pB} > E_{pA}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Бутылку воды в прохладный день внесли с улицы в тёплое помещение. Температура на улице равна $10\ ^\circ\mathrm{C}$, а в помещении равна $25\ ^\circ\mathrm{C}$. Как при этом изменились средняя…
- 1
Температура воды повышается от $10\ ^\circ\mathrm{C}$ до $25\ ^\circ\mathrm{C}$. При повышении температуры средняя скорость теплового движения молекул увеличивается.$$T\uparrow \Rightarrow v_{\text{ср}}\uparrow$$
- 2
В указанном диапазоне температур при нагревании воды её плотность уменьшается.$$\rho\downarrow$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
Газ нагревают в закрытом сосуде. Как в процессе нагревания изменяются объём газа и давление газа?
- 1
Закрытый сосуд имеет постоянный объём, поэтому объём газа при нагревании не изменяется.$$V = \text{const}$$
- 2
При постоянном объёме повышение температуры газа приводит к увеличению его давления.$$\frac{p}{T} = \text{const}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость $\vec{v}_0$, начинает скользить вверх по наклонной плоскости. Как изменяются по мере подъёма ускорение бруска и его полная…
- 1
Вдоль наклонной плоскости на брусок действуют постоянные составляющие силы тяжести и силы трения. Поэтому равнодействующая сила и ускорение бруска не изменяются.$$a = \mathrm{const}$$
- 2
При движении вверх сила трения направлена противоположно скорости и совершает отрицательную работу. Следовательно, полная механическая энергия бруска уменьшается.$$\Delta E_{\mathrm{мех}} = A_{\mathrm{тр}} < 0$$
С поверхности Земли вертикально вверх бросают камень. Как будут изменяться потенциальная энергия и кинетическая энергия камня при его движении вверх? Сопротивление воздуха пренебрежимо мало.
- 1
При движении камня вверх его высота над поверхностью Земли увеличивается. Следовательно, потенциальная энергия увеличивается.$$E_p = mgh$$
- 2
Сопротивлением воздуха пренебрегают, поэтому механическая энергия сохраняется. При увеличении потенциальной энергии кинетическая энергия уменьшается.$$E_p + E_k = \text{const}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде