В сосуд с водой опустили кусок дерева. Изменилось ли при этом, и если изменилось, то как, давление на дно сосуда, если вода из сосуда не выливалась? Ответ поясните.
- 1
Кусок дерева, опущенный в воду, плавает, поэтому часть его объёма погружается в воду и вытесняет некоторый объём воды.
- 2
Так как вода из сосуда не выливается, вытесненная вода повышает уровень воды в сосуде. Следовательно, увеличивается глубина слоя воды над дном.
Ещё 2 шага — в полном решении
На одну лодку, плавающую в озере, погрузили 10 кг дров, а на другую, такую же, 10 кг металлолома. Обе лодки продолжают плавать. Какая из лодок при этом погрузилась глубже? Ответ поясните.
- 1
Так как обе лодки продолжают плавать, для каждой из них выполняется условие равновесия: выталкивающая сила равна весу лодки вместе с грузом.$$F_A = mg$$
- 2
В лодки погрузили грузы одинаковой массы — по 10 кг. Поэтому вес каждой лодки увеличился на одну и ту же величину $10g$.
Ещё 2 шага — в полном решении
Запаянную с одного конца трубку опускают открытым концом в воду на половину длины трубки (см. рисунок). Как изменится уровень зашедшей в трубку воды после того, как атмосферное давление уменьшится?…
- 1
В трубке находится запертый объём воздуха. При уменьшении атмосферного давления уменьшается давление воды снаружи трубки.
- 2
Заключённый воздух расширяется, поскольку его внешнее давление становится меньше. При расширении воздух занимает больший объём.
Ещё 1 шаг — в полном решении
Отрезок однородной проволоки подвешен за середину. Изменится ли и, если изменится, то как равновесие рычага, если левую половину сложить вдвое? Ответ поясните.
- 1
Изначально проволока однородна и подвешена за середину, поэтому массы левой и правой половин одинаковы, а плечи их сил тяжести равны. Моменты сил относительно точки подвеса взаимно компенсируются.$$M_\text{л} = M_\text{пр}$$
- 2
После складывания левой половины вдвое её центр масс перемещается ближе к точке подвеса: плечо силы тяжести этой половины уменьшается в два раза.$$l'_\text{л} = \dfrac{l_\text{л}}{2}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
В ванну с водой в одном случае помещают полено из сосны плотностью $400\ \mathrm{кг/м^3}$, а во втором случае — полено из дуба такой же массы, плотность дуба $700\ \mathrm{кг/м^3}$. Сравните уровни…
- 1
Плотность воды приблизительно равна $1000\ \mathrm{кг/м^3}$. Плотности сосны и дуба меньше плотности воды, поэтому оба полена будут плавать, частично погрузившись в воду.$$\rho_\mathrm{сосны}<\rho_\mathrm{в},\quad \rho_\mathrm{дуба}<\rho_\mathrm{в}$$
- 2
При плавании полена сила Архимеда уравновешивает силу тяжести.$$F_\mathrm{A}=mg$$
Ещё 2 шага — в полном решении
Сообщающиеся сосуды, наполненные водой, разделены внизу перегородкой K. Будет ли переливаться вода из одного сосуда в другой, если открыть перегородку? Ответ поясните.
- 1
В обоих сосудах находится одна и та же жидкость — вода, поэтому её плотность одинакова.
- 2
Уровни воды в левом и правом сосудах находятся на одной высоте. Перегородка K расположена на одинаковой глубине относительно этих уровней.
Ещё 2 шага — в полном решении
Кольцо из медной проволоки быстро вращается между полюсами сильного магнита (см. рисунок). Будет ли происходить нагревание кольца? Ответ поясните.
- 1
При вращении кольца его положение относительно магнитного поля изменяется, поэтому изменяется магнитный поток через поверхность, ограниченную кольцом.$$\Phi = BS\cos\alpha$$
- 2
По закону электромагнитной индукции при изменении магнитного потока в замкнутом проводящем кольце возникает индукционная ЭДС и индукционный ток.$$\mathcal{E} = -\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из трёх резисторов и двух ключей: $К_1$ и $К_2$. К точкам $A$ и $B$ приложено постоянное напряжение. Изменится ли, и если изменится, то как…
- 1
До замыкания ключей в цепи работает только нижний резистор сопротивлением $R$, поэтому эквивалентное сопротивление цепи равно $R$.$$R_{\text{экв},0}=R$$
- 2
При замыкании ключа $К_1$ параллельно нижнему резистору подключается резистор сопротивлением $R$. Эквивалентное сопротивление уменьшается.$$\frac{1}{R_{\text{экв},1}}=\frac{1}{R}+\frac{1}{R}=\frac{2}{R},\quad R_{\text{экв},1}=\frac{R}{2}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
Два ученика одновременно измеряли атмосферное давление с помощью барометра: один — находясь в школьном дворе под открытым небом, другой — в кабинете физики на пятом этаже. Одинаковыми ли будут…
- 1
Атмосферное давление создаётся действием силы тяжести на воздух, находящийся над поверхностью Земли.
- 2
При подъёме на большую высоту столб воздуха над прибором становится ниже, поэтому его вес и создаваемое им давление уменьшаются.
Ещё 2 шага — в полном решении
Если выстрелить из мелкокалиберной пневматической винтовки в варёное яйцо, то в яйце образуется отверстие. Что произойдёт, если выстрелить в сырое яйцо? Ответ поясните.
- 1
В варёном яйце содержимое является твёрдым и неоднородно разрушается в месте попадания пули, поэтому образуется сравнительно небольшое отверстие.
- 2
В сыром яйце внутри скорлупы находится жидкость. При попадании пули давление на жидкость передаётся во все стороны согласно закону Паскаля.$$p = \text{const во всех направлениях}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
Две лампы, рассчитанные на одинаковое напряжение, но потребляющие различную мощность, включены в электрическую сеть последовательно. Какая лампа будет гореть ярче? Ответ поясните.
- 1
Для ламп, рассчитанных на одинаковое напряжение, номинальная мощность связана с сопротивлением формулой:$$P_{\text{ном}} = \dfrac{U_{\text{ном}}^2}{R}$$
- 2
Следовательно, при одинаковом номинальном напряжении лампа с меньшей номинальной мощностью имеет большее сопротивление.$$R = \dfrac{U_{\text{ном}}^2}{P_{\text{ном}}}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
Камень лежит на дне сосуда, полностью погружённый в воду (см. рисунок). Изменится ли сила давления камня на дно, если в воду добавить поваренную соль? Ответ поясните.
- 1
На камень действуют сила тяжести вниз, выталкивающая сила жидкости вверх и сила реакции опоры дна вверх. Сила давления камня на дно по модулю равна силе реакции опоры.$$N=mg-F_\mathrm{A}$$
- 2
Объём полностью погружённого камня не изменяется. После добавления соли плотность жидкости увеличивается, поэтому увеличивается и выталкивающая сила.$$F_\mathrm{A}=\rho_\mathrm{ж}gV$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того как колбу опустили в сосуд с водой, показания манометра изменились (рис. 2). Изменилась ли, и если изменилась, то как…
- 1
По показаниям манометра видно, что после погружения колбы разность уровней жидкости стала больше. Следовательно, давление газа в колбе увеличилось.$$p_2 > p_1$$
- 2
Колба жёсткая, поэтому объём газа не изменяется. Для данной массы газа при постоянном объёме давление прямо пропорционально абсолютной температуре.$$\frac{p}{T} = \text{const}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
На рычажных весах уравновешены два сплошных шара: мраморный и железный. Нарушится ли равновесие весов, и если нарушится, то как, если шары опустить в воду? Ответ поясните.
- 1
До погружения шары имеют одинаковые массы, поэтому их силы тяжести одинаковы: $mg$.
- 2
Объём тела связан с его массой и плотностью: $V = \dfrac{m}{\rho}$. Так как плотность мрамора меньше плотности железа, при одинаковой массе мраморный шар имеет больший объём.
Ещё 3 шага — в полном решении
Камень лежит на дне сосуда, полностью погружённый в воду (см. рисунок). Изменится ли и, если изменится, то как, сила давления камня на дно, если сверху налить керосин (керосин не смешивается с…
- 1
После наливания керосина на поверхность воды давление на границе раздела жидкостей увеличится на величину гидростатического давления столба керосина.$$p_{\text{кер}} = \rho_{\text{кер}} g h_{\text{кер}}$$
- 2
Это дополнительное давление передаётся воде, поэтому давление воды на погружённый камень увеличивается.
Ещё 2 шага — в полном решении
Используя материал и данные таблицы, определите, какая из планет — Земля или Венера — имеет более сжатую у полюсов форму. Объясните, с чем это может быть связано, и обоснуйте ответ данными из таблицы.
- 1
По таблице сравниваем относительное сжатие планет. Для Земли оно равно 0,003354, а для Венеры — 0.$$\dfrac{R_{\text{экват}}-R_{\text{поляр}}}{R_{\text{экват}}}=0{,}003354>0$$
- 2
Следовательно, Земля имеет более сжатую у полюсов форму. У Венеры указанное сжатие отсутствует или настолько мало, что в таблице принято равным нулю.
Ещё 2 шага — в полном решении
Два одинаковых сосуда наполнены молоком. Первый сосуд накрыли сухой марлевой салфеткой, а второй сосуд накрыли марлевой салфеткой, края которой опустили в воду. В каком сосуде молоко дольше не…
- 1
Края салфетки второго сосуда постоянно смачиваются водой. В жаркий день вода испаряется с поверхности влажной салфетки.$$Q = Lm$$
- 2
На испарение затрачивается внутренняя энергия воды, поэтому салфетка и соприкасающийся с ней сосуд охлаждаются. Это приводит к охлаждению молока во втором сосуде.
Ещё 1 шаг — в полном решении
В жаркий день туристы налили холодную воду из колодца в две одинаковые пластиковые бутылки. Одну из них они несли в полиэтиленовом пакете, а другую — в рюкзаке, завёрнутую в толстый шерстяной…
- 1
В жаркий день температура окружающего воздуха и солнечного излучения выше температуры холодной воды, поэтому теплота передаётся от окружающей среды к воде.
- 2
Толстый шерстяной свитер плохо проводит тепло. Воздух, заключённый между волокнами шерсти, также является плохим проводником, поэтому свитер уменьшает теплопроводность и препятствует конвекции около бутылки.
Ещё 1 шаг — в полном решении
Может ли в безоблачную погоду возникнуть эхо в степи? Ответ поясните.
- 1
Звуковая волна может отражаться от препятствий. Если отражённая волна возвращается к наблюдателю с достаточной задержкой, возникает эхо.
- 2
В степи эхо возможно при наличии удалённой отражающей поверхности, например обрыва, скалы или стены. Открытое пространство само по себе не препятствует распространению звука.
Ещё 1 шаг — в полном решении
Опираясь на материал о болидах и метеоритах, сравните два случая движения одного и того же метеорного тела при входе в атмосферу Земли: движение по курсу, близкому к встречному относительно Земли, и…
- 1
При встречном движении метеорного тела и Земли их скорости направлены навстречу друг другу, поэтому относительная скорость метеорного тела относительно атмосферы велика.$$v_{\text{отн}} = v_{\text{м}} + v_{\text{З}}$$
- 2
Во втором случае метеорное тело движется параллельно Земле, поэтому его относительная скорость при входе в атмосферу меньше; притяжение Земли увеличивает скорость тела, но не делает движение встречным.$$v_{\text{отн}} = |v_{\text{м}} - v_{\text{З}}|$$
Ещё 1 шаг — в полном решении