Изменение физических величин в процессах: механические и тепловые явления · 72 задания
- Задание №12№12Среднее
В бассейне под водой установлен динамик, излучающий звук определённой частоты. Часть звуковой волны отражается от поверхности воды, а часть преломляет…
Механические волны
- Задание №12№12Лёгкое
Газ нагревают в закрытом сосуде. Как в процессе нагревания изменяются объём газа и давление газа? Для каждой величины определите соответствующий харак…
Основные положения МКТ
- Задание №12№12Сложное
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12Среднее
Груз, подвешенный к динамометру, с постоянной скоростью опускают встакан, частично заполненный водой, до полного погружения груза (см.рисунок). Как в…
Давление
- Задание №12№12Среднее
В инерциальной системе отсчёта брусок скользит с ускорением вниз по наклонной плоскости. Действующие на него силы изображены на рисунке. Как изменяютс…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12Среднее
Мяч, катящийся по горизонтальному ровному футбольному полю, останавливается из-за трения. Как при этом изменяются полная механическая энергия и внутре…
Закон сохранения энергии
- Задание №12№12Среднее
Деревянный кубик опустили в сосуд, частично заполненный водой, так что кубик плавает при частичном погружении (см. рисунок). Как после погружения куби…
Давление
- Задание №12№12Сложное
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…
Давление
- Задание №12№12Среднее
На покоящееся тело, находящееся на гладкой горизонтальной плоскости, начинают действовать две горизонтальные силы, лежащие на одной прямой (см. рисуно…
Второй закон Ньютона
- Задание №12№12Среднее
Свинцовый шар подброшен вертикально вверх с некоторой начальной скоростью. Пренебрегая сопротивлением воздуха, укажите, как изменяются по мере движени…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №12№12Сложное
Деревянный кубик плавает в сосуде, частично заполненном водой (см. рисунок). Как изменятся сила тяжести, действующая на воду, и сила давления воды на…
Давление
- Задание №12№12Сложное
В инерциальной системе отсчёта брусок, которому сообщили начальную скорость ₀, начинает скользить вверх по наклонной плоскости (см. рисунок). Как изме…
Второй закон Ньютона
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?
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.
Правильный ответ
12
Пояснение
Решение.
Разберем физические процессы, происходящие при вытаскивании груза из воды с постоянной скоростью.
1. Сила Архимеда.
Согласно закону Архимеда, на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная: FA=ρж⋅g⋅Vпогр, где ρж — плотность жидкости (воды), g — ускорение свободного падения, а Vпогр — объем части тела, находящейся под водой.
В процессе выхода груза из воды объем его погруженной части Vпогр постепенно уменьшается. Так как плотность воды и ускорение свободного падения остаются неизменными, сила Архимеда уменьшается. (Цифра 2)
2. Сила упругости.
Груз движется вверх равномерно (с постоянной скоростью), значит, согласно первому закону Ньютона, сумма сил, действующих на него, равна нулю. На груз действуют три силы:
— сила тяжести m⋅g, направленная вниз;
— сила упругости пружины динамометра Fупр, направленная вверх;
— сила Архимеда FA, направленная вверх.
Запишем условие равновесия сил в проекции на вертикальную ось: Fупр+FA−m⋅g=0.
Отсюда выразим силу упругости: Fупр=m⋅g−FA.
Так как сила тяжести m⋅g постоянна, а сила Архимеда FA, как мы выяснили выше, уменьшается, то вычитаемое в формуле становится меньше. Следовательно, разность увеличивается, и сила упругости увеличивается. (Цифра 1)
Таким образом, при выходе груза из воды сила упругости увеличивается, а сила Архимеда уменьшается.
Ответ: 12
Источник: ФИПИ