Решение задач по физике. Онлайн-база готовых решений.
Поиск по задачам:
Вход на сайт
11210. Льдина площадью поперечного сечения S = 1 м2 и высотой Н = 0,4 м плавает в воде. Какую работу надо совершить, чтобы полностью погрузить льдину в воду?
11211. В стакане плавает кусок льда. Изменится ли уровень воды, когда лед растает? Рассмотреть дополнительно случаи: 1) когда во льду находился пузырек воздуха; 2) когда во льду находилась свинцовая пластинка.
11212. Одна из бутылок наполнена водой, другая — ртутью. Потонет ли бутылка с водой, если ее опустить в воду? Потонет ли бутылка с ртутью, если ее опустить в ртуть?
11213. Прямоугольная коробочка из жести массой m = 76 г с площадью дна S = 38 см2 и высотой Н = 6 см плавает в воде. Определить высоту h надводной части коробочки.
11214. Кастрюля емкостью 2 л доверху наполнена водой. В нее ставят тело объемом 0,5 л и массой 0,6 кг. Сколько воды вытечет из кастрюли?
11215. Жестяная банка с грузом плавает на поверхности воды, налитой в сосуд. При этом уровень воды в сосуде равен Н1. Больше или меньше h1 будет уровень h2, если груз из банки переложить на дно сосуда? Плотность груза больше плотности воды.
11216. В сосуд с вертикальными стенками и площадью дна S налита жидкость с плотностью р. На сколько изменится уровень жидкости в сосуде, если в него опустить тело произвольной формы массой m, которое не тонет?
11217. В U-образной трубке сечением S налита жидкость с плотностью р. На сколько поднимется уровень жидкости в правом колене трубки по отношению к первоначальному уровню, если в левое колено опустили тело массой m и плотностью p1 < р?
11218. На дне водоема установлена бетонная конструкция грибовидной формы, размеры которой указаны на рис. 45. Глубина реки Н. С какой силой давит конструкция на дно реки? Плотность бетона р, воды р0.
11219. Деревянный кубик лежит на дне сосуда. Всплывет ли он, если в сосуд налить воду (вода не проникает под кубик)?
11220. Круглая дырка площадью s1 в дне сосуда прикрыта без усилия конической пробкой с площадью основания s2. При каком наибольшем значении плотности материала пробки р можно добиться ее всплытия, доливая воду в сосуд? Плотность воды р0.
11221. Пустую открытую бутылку погрузили в воду горлышком вниз на некоторую глубину h и опустили. При этом бутылка не всплывала, не опускалась, а находилась в положении равновесия. Почему? Будет ли это равновесие устойчивым? Определить глубину погружения, если емкость бутылки v0 = 0,5 л, масса m = 0,4 кг. Давление атмосферы р0 = 101 кПа, температура постоянная. Объемом стенок бутылки пренебречь.
11222. Полый шар (внешний радиус R1, внутренний R2), сделанный из материала с плотностью рь плавает на поверхности жидкости с плотностью р2. Какова должна быть плотность р вещества, которым следует заполнить внутреннюю полость шара, чтобы он находился в безразличном равновесии внутри жидкости?
11223. Полый шар, отлитый из чугуна, плавает в воде, погрузившись ровно наполовину. Найти объем V внутренней полости шара, если масса шара m = 5000 г, а плотность чугуна р = 7,8 г/см3.
11224. На весах уравновешен сосуд с водой. Как изменится равновесие, если в воду целиком опустить подвешенный на нитке брусок размером 5x3x3 см3 так, чтобы он не касался дна? Какой груз и на какую чашку надо положить, чтобы сохранить равновесие?
11225. Алюминиевый и железный сплошные шары уравновешены на рычаге. Нарушится ли равновесие, если шары погрузить в воду? Рассмотреть два случая: а) шары одинаковой массы; б) шары одинакового объема.
11226. Вес куска железа в воде Р = 1,67 Н. Найти его объем Vж. Плотность железа рж = 7,8 г/см3.
11227. Вес тела в воде в три раза меньше, чем в воздухе. Какова плотность материала тела?
11228. Брусок дерева плавает в воде. Как изменится глубина погружения бруска в воде, если поверх воды налить масло?
11229. Некоторое тело плавает на поверхности воды в закрытом сосуде. Как изменится глубина погружения тела, если накачать воздух в сосуд?
11230. Один конец нити закреплен на дне, а второй прикреплен к пробковому поплавку. При этом 0,75 всего объема поплавка погружено в воду. Определить силу натяжения нити F, если масса поплавка равна 2 кг и плотность пробки 0,25 г/см3. Массой нити пренебречь.
11231. На крюке динамометра висит ведерко. Изменится показание динамометра, если ведерко наполнить водой погрузить в воду?
11232. Сосуд, предельно наполненный водой, висит на динамометре. Изменится ли показание динамометра, если в воду опустить гирю, подвешенную на нити, не касаясь дна?
11233. На рычажных весах уравновешены сосуд с водой и штатив с медной гирей массой m = 100 г (рис. 46). Затем гиря, подвешенная на нити, опускается в воду. Как восстановить равновесие весов? Плотность меди рм = 8,9 г/см3.
11234. Тонкая однородная палочка шарнирно укреплена за верхний конец. Нижняя часть палочки погружена в воду, причем равновесие достигается тогда, когда палочка расположена наклонно к поверхности воды и в воде находится половина палочки. Какова плотность материала, из которого сделана палочка?
11235. Два шарика радиусами r1 и r2, сделанные из материалов с плотностями р1 и р2, соединены невесомым стержнем длиной l. Затем вся система помещена в жидкость с плотностью р, причем р < p1 и р < р2. В какой точке стержня нужно его повесить, для того чтобы система находилась в равновесии при горизонтальном положении стержня?
11236. Из сосуда, заполненного водой, выходит труба радиусом r и высотой h (рис. 47). Труба закрыта круглой пластиной радиусом R и массой М, которую прижимает к трубе давление воды. С какой силой F нужно подействовать на пластину в точке A, для того чтобы она повернулась, открывтрубу? Сосуд заполнен водой до высоты H. Толщина пластиныпренебрежимо мала.
11237. На весах уравновешено тело, погруженное в жидкость. Изменится ли показание весов при нагревании жидкости вместе с погруженным в нее телом?
11238. Сплошное однородное тело объемом V, плотность материала которого р, плавает на границе между тяжелой жидкостью с плотностью р1 и более легкой жидкостью с плотностью р2. Какая часть объема тела v1 будет находиться в тяжелой жидкости?
11239. Кубик из дерева, имеющий сторону 10 см, плавает между маслом и водой, находясь ниже уровня масла на 2,5 см. Нижняя поверхность кубика на 2,5 см ниже поверхности раздела. Какова масса т кубика, если плотность масла 0,8 г/см3? Определить силы давления F1 и F2 на верхнюю и нижнюю грани кубика. Изменится ли глубина погружения кубика в воду при доливании масла?
11240. Стальной кубик плотностью 7,8 г/см3 плавает в ртути (плотность 13,6 г/см3). Поверх ртути наливается вода так, что она покрывает кубик тонким слоем. Какова высота Н слоя воды? Длина ребра кубика а = 10 см. Определить давление р на нижнюю грань кубика.
11241. Кусок пробки весит в воздухе 0,147 Н, кусок свинца 1,1074 Н. Если эти куски связать, а затем подвесить к чашке весов и опустить в керосин, то показания весов будет 0,588 Н. Определить плотность пробки, учитывая, что плотность керосина 0,8 г/см3, а свинца 11,3 г/см3.
11242. В сосуд с водой погружается открытый цилиндрический стакан: один раз дном вверх, а другой — дном вниз, на одну и ту же глубину. В каком из этих случаев работа, которую нужно совершить, чтобы погрузить стакан в воду, будет больше? Вода из сосуда не выливается и в стакан, погруженный дном вниз, не попадает.
11243. Две одинаковые по массе оболочки шара — одна из эластичной резины, а вторая из прорезиненной ткани — наполнены одним и тем же количеством водорода и у Земли занимают равный объем. Который из шаров поднимется выше и почему, если водород из них выходить не может?
11244. Во сколько раз изменится подъемная сила газа, наполняющего аэростат (дирижабль), если будет применяться гелий вместо водорода?
11245. К динамометру подвешена тонкостенная трубка ртутного барометра. Что показывает динамометр? Будут ли изменяться его показания при изменении атмосферного давления?
11246. Определить приближенно массу газовой оболочки, окружающей земной шар.
11247. Г-образная трубка, длинное колено которой открыто, наполнена водородом. Куда будет выгнута резиновая пленка, закрывающая короткое колено трубки?
11248. В трубе с сужением течет вода. В трубу пущен эластичный резиновый мячик. Как изменится его диаметр при прохождении узкой части трубы?
11249. Тело, имеющее массу m = 2 кг и объем V= 1000 см3, находится в озере на глубине h = 5 м.Какая работа должна быть совершена при его подъеме на высоту Н = 5 м над поверхностью воды?Равна ли совершенная при этом работа изменению потенциальной энергии тела? Объясните результат.
11250. В водоеме укреплена вертикальная труба с поршнем таким образом, что нижний ее конец погружен в воду. Поршень, лежавший вначале на поверхности воды, медленно поднимают на высоту Н = 15 м. Какую работу пришлось при этом совершить? Площадь поршня S=1 дм2, атмосферное давление р = 101 кПа. Весом поршня пренебречь.
11251. Подводная лодка находится на глубине h = 100 м. С какой скоростью через отверстие в корпусе лодки будет врываться струя воды? Сколько воды проникает за один час, если диаметр отверстия равен d = 2 см? Давление воздуха в лодке равно атмосферному давлению. Изменением давления внутри лодки пренебречь.
11252. Из брандспойта бьет струя воды. Расход воды Q = 60 л/мин. Какова площадь поперечного сечения струи s1 на высоте h = 2 м над концом брандспойта, если вблизи него сечение равно s0 = 1,5 см2?
11253. Почему быстролетящая пуля пробивает в пустом пластмассовом стакане лишь два маленьких отверстия, а стакан, наполненный водой, разбивается при попадании пули вдребезги?
11254. Сколько молекул содержится в 1 см3 воды? Какова масса молекулы воды? Каков приблизительный размер молекулы воды?
11255. Хорошо откачанная лампа накаливания объемом 10 см3 имеет трещину, в которую ежесекундно проникает миллион частиц газа. Сколько времени понадобится для наполнения лампы до нормального давления, если скорость проникновения газа остается постоянной? Температура 0 °С.
11256. За 10 суток полностью испарилось из стакана 100 г воды. Сколько в среднем вылетало молекул с поверхности воды за 1 с?
11257. В озеро средней глубиной 10 м и площадью 10 км2 бросили кристаллик поваренной соли NaCl массой 0,01 г. Сколько ионов хлора оказалось бы в наперстке воды объемом 2 см3, зачерпнутом из этого озера, если считать, что соль, растворившись, равномерно распределилась в озере?
11258. Кристаллы поваренной соли NaCl кубической системы состоят из чередующихся атомов (ионов) Na и С1 (рис. 48). Определить наименьшее расстояние между их центрами. Молярная масса поваренной соли ц = 59,5 г/моль, а ее плотность р = 2,2 г/см3.
11259. Кубическая кристаллическая решетка железа содержит один атом железа на элементарный куб, повторяя который, можно получить всю решетку кристалла. Определить расстояние между ближайшими атомами железа, если плотность железа р = 7,9 г/см3, атомная масса А = 56.
11260. На пути молекулярного пучка стоит «зеркальная» стенка. Найти давление, испытываемое этой стенкой, если скорость молекул в пучке v = 103 м/с, концентрация n = 5•1017 1/м3, масса m = 3,32•10-27 кг. Рассмотреть три случая: а) стенка расположена перпендикулярно скорости пучка и неподвижна; б) пучок движется по направлению, составляющему со стенкой угол а = 45°; в) стенка движется навстречу молекулам со скоростью u = 50 м/с.
11261. Как изменилось бы давление в сосуде с газом, если внезапно исчезли силы притяжения между его молекулами
11262. В два сосуда конической формы, расширяющихся кверху и книзу, и цилиндрический налита вода при температуре t = 100 °С. Как изменится давление на дно сосудов после охлаждения воды до комнатной температуры?
11263. Две линейки — одна медная, другая железная — наложены одна на другую так, что они совпадают только одним концом. Определить длины линеек при t — О °С, зная, что разность их длин при любой температуре составляет dl = 10 см.Коэффициент линейного расширения меди а1 = 17•10-6 K-1, железа — a2 = 12•10-6 K-1.
11264. Часы, маятник которых состоит из груза малых размеров и легкой латунной нити, идут правильно при О °С. Найти коэффициент линейного расширения латуни, если при повышении температуры до t = + 20 °С часы отстанут за сутки на 16 с.
11265. На сколько часы будут уходить вперед за сутки при t0 = О °С, если они выверены при t = 20 °С, и материал, из которого сделан маятник, имеет коэффициент линейного расширения а = 0,000012 K-1?
11266. При t0 = 0 °С часы спешат в сутки на т = 20 с. При какой температуре часы будут идти точно? Коэффициент линейного расширения материала маятника а = 1,9•10-5 K-1.
11267. Какую силу F надо приложить к стальному стержню сечением S — 1 см2, чтобы растянуть его на столько же, на сколько он удлиняется при нагревании на dt = 1 °С? Коэффициент линейного расширения a = 12•10-6 K-1. Модуль Юнга Е = 2,1•1011 Н/м2.
11268. Толщина биметаллической пластинки, составленной из одинаковых полосок стали и цинка, равна d = 0,1 см. Определить радиус кривизны r пластинки при повышении температуры на dt = 11 °С Коэффициент линейного расширения цинка a1 = 25•10-6 K-1, а стали a2 = 12•10-6 K-1.
11269. Концы стального стержня сечением S = 1 см2, находящегося при температуре t = 20 °С, прочно закреплены. С какой силой стержень будет действовать на опоры, если его нагреть до t1 = 200 °С? Модуль Юнга стали Е = 2,0•1011 Н/м2, коэффициент линейного расширения а = 1,2•10-5 K-1?
11270. Каково давление газа Pо в электрической лампочке, объем которой V= 1 л, если при отламывании кончика последней под поверхностью воды на глубине h = 1 м в лампочку вошло m = 998,7 г воды? Атмосферное давление нормальное.
11271. Стеклянный баллон объемом V = 1 л был наполнен испытуемым газом до давления р = 105 Па и взвешен. Его вес оказался равным Q = 0,9898 Н. Затем часть газа была удалена так, что давление в баллоне упало до pi = 5•104 Па. Новый вес баллона оказался равным q1 = 0,9800 Н. Какова плотность испытуемого газа при нормальном атмосферном давлении? Температура постоянна.
11272. В ртутный барометр попал пузырек воздуха, вследствие чего барометр показывает давление меньше истинного. При сверке его с точным барометром оказалось, что при давлении р = 768 мм рт. ст. барометр показывает р, = 748 мм рт. ст., причем расстояние от уровня ртути до верхнего основания трубки l = 80 мм. Каково истинное давление, если барометр показывает p1 = 734 мм рт. ст.? Температура воздуха постоянная.
11273. Открытую стеклянную трубку длиной l = 1 м наполовину погружают в ртуть. Затем трубку закрывают пальцем и вынимают. Какой длины столбик ртути останется в трубке? Атмосферное давление равно H = 750 мм рт. ст.
11274. В запаянной с одного конца стеклянной трубке длиной l = 90 см находится столбик воздуха, запертый сверху столбиком ртути высотой h = 30 см; столбик ртути доходит до верхнего края трубки. Трубку осторожно переворачивают открытым концом вниз, причем часть ртути выливается. Какова высота столбика ртути, которая останется в трубке, если атмосферное давление H = 750 мм рт. ст.?
11275. В сосуд со ртутью опускают открытую стеклянную трубку, оставляя над поверхностью конец длиной l = 60 см. Затем трубку закрывают и погружают еще на 30 см. Определить высоту столба воздуха в трубке. Атмосферное давление Ро = 760 мм рт. ст.
11276. Барометрическая трубка погружена в глубокий сосуд с ртутью так, что уровни ртути в трубке и в сосуде совпадают. При этом воздух в трубке занимает столб длиной l см. Трубку поднимают на l, см. На сколько сантиметров поднимается ртуть в трубке? Атмосферное давление равно H см рт. ст.
11277. Посередине откачанной и запаянной с обоих концов горизонтальной трубки длиной L = 1 м находится столбик ртути длиной h = 20 см. Если трубку поставить вертикально, столбик ртути сместится на l = 10 см. До какого давления была откачана трубка? Плотность ртути р = 1,36•104 кг/м3.
11278. Расположенная горизонтально запаянная с обоих концов стеклянная трубка разделена столбиком ртути, на две равные части. Длина каждого столбика воздуха 20 см. Давление 750 мм рт. ст. Если трубку повернуть вертикально, ртутный столбик опускается на 2 см. Определить длину столбика ртути.
11279. Цилиндрический сосуд делится на две части тонким подвижным поршнем. Каково будет равновесное положение поршня, когда в одну часть сосуда помещено некоторое количество кислорода, в другую — такое же по массе количество водорода, если длина сосуда l = 85 см?
11280. В закрытом цилиндрическом сосуде с площадью основания S находится газ, разделенный поршнем массой М на два равных отсека. Масса газа под поршнем при этом в к раз больше массы газа над ним. Температуры газов одинаковы. Пренебрегая трением и массой газа по сравнению с массой поршня, найти давление газа в каждом отсеке.
11281. Имеются два мяча различных радиусов, давление воздуха в которых одинаково. Мячи прижимают друг к другу. Какой формы будет поверхность соприкосновения?
11282. Найти число n ходов поршня, которое надо сделать, чтобы поршневым воздушным насосом откачать воздух из сосуда емкостью V от давления р0 до давления р, если емкость насоса dV.
11283. Упругость воздуха в сосуде равна 97 кПа. После трех ходов откачивающего поршневого насоса упругость воздуха упала до 28,7 кПа. Определить отношение объемов сосуда и цилиндра насоса.
11284. Два баллона соединены трубкой с краном. В первом находится газ при давлении р = 105 Па, во втором — при p1 = 0,6•105 Па. Емкость первого баллона v1 = 1 л, второго — v2 = 3 л. Какое давление установится в баллонах (в мм рт. ст.), если открыть кран? Температура постоянная. Объемом трубки можно пренебречь.
11285. Три баллона емкостями v1 = 3 л, v2 = 7 л и v3 = 5 л наполнены соответственно кислородом (p1 = 2•105 Па), азотом (р2 = 3•105 Па) и углекислым газом (р3 = 6•104 Па), при одной и той же температуре. Баллоны соединяют между собой, причем образуется смесь той же температуры. Каково давление смеси?
11286. На гладком горизонтальном столе находится сосуд, разделенный перегородкой на две равные части. В одной части сосуда находится кислород, а в другой — азот. Давление азота вдвое больше давления кислорода. На сколько сдвинется сосуд, если перегородка станет проницаемой? Длина сосуда l = 20 см. Массой сосуда пренебречь. Процесс считать изотермическим.
11287. В цилиндре, закрытом легко подвижным поршнем массой m и площадью S, находится газ. Объем газа равен V. Каким станет объем газа, если цилиндр передвигать вертикально с ускорением: а) +a; б) —а? Атмосферное давление равно р0, температура газа постоянна.
11288. Начертить графики изотермического, изобарического и изохорического процессов в идеальном газе в координатах р, V; р, Т; V, Т. Объяснить, почему коэффициент объемного расширения идеальных газов равен термическому коэффициенту давления.
11289. На рис. 49 изображены две изотермы одной и той же массы газа.1. Чем отличаются состояния газов, если газы одинаковы?2. Чем отличаются газы, если температуры газов одинаковы?
11290. Как менялась температура идеального газа — увеличивалась или уменьшалась — при процессе, график которого в координатах р, V изображен на рис. 50.
11291. При нагревании газа получен график зависимости давления от абсолютной температуры в виде прямой, продолжение которой пересекает ось р в некоторой точке выше (ниже) начала координат. Определить, сжимался или расширялся газ во время нагревания.
11292. На рис. 51 дан график изменения состояния идеального газа в координатах р, V. Представить этот круговой процесс (цикл) в координатах р, Т и V, Т, обозначив соответствующие точки.
11293. Сколько ртути войдет в стеклянный баллончик объемом 5 см3 (рис. 52), нагретый до t1 = 400 С, при его остывании до t2 = 16 °С, если плотность ртути при t = 16 °С равна р = 13,6 г/см3?
11294. При какой температуре находился газ, если при нагревании его на dt = 22 °С при постоянном давлении объем удвоился? Для каких газов это возможно?
11295. До какой температуры нужно нагреть воздух, взятый при t = 20 °С, чтобы его объем удвоился, если давление останется постоянным?
11296. Определить, каким был бы коэффициент объемного расширения идеального газа, если бы за начальный объем его принимали объем не при t0 = 0°С, а при t1 = 100 °С?
11297. В цилиндре, площадь основания которого равна S = 100 см2, находится воздух при температуре t1 = 12 °С. Атмосферное давление р1 = 101 кПа. На высоте l = 60 см от основания цилиндра расположен поршень. На сколько опустится поршень, если на него поставить гирю массой m = 100 кг, а воздух в цилиндре при этом нагреть до t2 = 27 °С? Трение поршня о стенки цилиндра и вес самого поршня не учитывать.
11298. Два одинаковых баллона, содержащие газ при t = О °С, соединены узкой горизонтальной трубкой диаметром d = 5 мм, посередине которой находится капелька ртути (рис. 53). Капелька делит весь сосуд на два объема по V — 200 см3. На какое расстояние х переместится капелька, если один баллон нагреть на dt = 2 °С, а другой на столько же охладить? Изменением объемов сосудов пренебречь.
11299. Два одинаковых сосуда соединены трубкой, объемом которой можно пренебречь. Система наполнена газом и находится при абсолютной температуре Т. Во сколько раз изменится давление в такой системе, если один из сосудов нагреть до абсолютной температуры Т1 а другой поддерживать при прежней температуре Т?
11300. 1. В горизонтально расположенном сосуде, разделенном легко подвижным поршнем, находятся с одной стороны от поршня m1 граммов кислорода, а с другой — m2 граммов водорода. Температуры газов одинаковы и равны Т0. Каким будет отношение объемов, занимаемых газами, если температура водорода останется равной Т0, а кислород нагреется до температуры t1?2. Вертикально расположенный сосуд разделен на две равные части тяжелым теплонепроницаемым поршнем, который может скользить без трения. В верхней половине сосуда находится водород при температуре Т и давлении р. В нижней части — кислород при температуре 2Т. Сосуд перевернули. Чтобы поршень по-прежнему делил сосуд на две равные части, пришлось охладить кислород до температуры Т/2. Температура водорода осталась прежней. Определить давление кислорода в первом и втором случаях.
11301. На некоторой высоте давление воздуха р = 3•104 Па, а температура t = — 43 °С. Какова плотность воздуха на этой высоте?
11302. Определить давление кислорода, масса которого m = 4 кг, заключенного в сосуд емкостью V = 2 м3, при температуре t = 29° С.
11303. Определить удельный объем азота при температуре 27°С и давлении р = 4,9•104 Па.
11304. Определить массу кислорода, заключенного в баллоне емкостью V= 10 л, если при температуре t = 13 °С манометр на баллоне показывает давление р = 9•106 Па.
11305. Какова разница в массе воздуха, заполняющего помещение объемом V = 50 м3, зимой и летом, если летом температура помещения достигает t1 =40°С, а зимой падает до t2=0°C? Давление нормальное.
11306. Сколько молекул воздуха выходит из комнаты объемом v0 = 120 м3 при повышении температуры от t1 = 15 °С до t2 = 25 °С? Атмосферное давление р0 = 105 Па.
11307. Компрессор захватывает при каждом качании v0 = 4 л воздуха при атмосферном давлении р = 105 Па и температуре t0 = — 3 °С и нагнетает его в резервуар емкостью V = 1,5 м3, причем температура воздуха в резервуаре держится около t1 =45° С. Сколько качаний должен сделать компрессор, чтобы давление в резервуаре увеличилось на dр = 1,96•105 Па?
11308. На вехах установлены два одинаковых сосуда. Один заполнен сухим воздухом, другой — влажным (насыщенный водяными парами) при одинаковых давлениях й температурах. Какой из сосудов тяжелее?
11309. По газопроводу течет углекислый газ при давлении р = 5•105 Па и температуре t = 17°C. Какова скорость движения газа в трубе, если за т = 5 мин через площадь поперечного сечения трубы S = 6 см2 протекает m = 2,5 кг углекислого газа?