Качественная задача (объяснение физических процессов и свойств тел) · 66 заданий
- Задание №19№19
На одну чашу весов поставили блюдце с горячей водой, а на другую – уравновешивающие её гири. Сохранится ли с течением времени это равновесие? Ответ по…
Испарение, конденсация, кипение
- Задание №19№19
К невесомой нити (см. рисунок) подвешен груз А . К нему на пружине прикрепляют груз В и затем нить пережигают. Какой из грузов в начале падения имеет…
Второй закон Ньютона
- Задание №19№19
Колбу с жидкостью поместили в сосуд с водой (см. рисунок), при этом наблюдали повышение уровня жидкости в трубке. Сравните первоначальные температуры…
Тепловое расширение и сжатие
- Задание №19№19
Два ученика одновременно измеряли атмосферное давление с помощью барометра: один – находясь в школьном дворе под открытым небом, другой – в кабинете ф…
Давление
- Задание №19№19
Капля маслянистой жидкости попадает на поверхность воды и растекается, образуя тонкую плёнку. Обязательно ли эта плёнка закроет всю поверхность воды?…
Основные положения МКТ
- Задание №19№19
Два спиртовых термометра – большой и маленький – сделаны из одинакового материала. Большой термометр значительно тяжелее и содержит, соответственно, б…
Уравнение теплового баланса
- Задание №19№19
В два одинаковых стакана налита вода до одной высоты. В один стакан опустили сплошной стальной брусок, а в другой – сплошной медный брусок той же масс…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19
Для того чтобы стеклянный стакан не треснул, какую ложку (деревянную или металлическую) следует в него опустить, прежде чем налить кипяток? Ответ пояс…
Виды теплопередачи
- Задание №19№19
Каким образом легче резать картон с помощью ножниц: помещая картон у кончиков лезвий или ближе к их середине? Ответ поясните.
Простые механизмы. Рычаг. КПД
- Задание №19№19
В сосуде с водой находятся три бруска, которые в равновесии располагаются так, как показано на рисунке. Бруски сделаны из разных материалов, но имеют…
Закон Архимеда. Плавание тел
- Задание №19№19
Стёкла окон дома или его стены в лучах солнечного света кажутся более тёмными? Ответ поясните.
Отражение света
- Задание №19№19
Колбу с газом соединили с U-образным жидкостным манометром (рис. 1). После того как колбу опустили в сосуд с водой, показания манометра изменились (ри…
Внутренняя энергия
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 водой)? Ответ поясните.
Решение
Решение.
Для ответа на вопрос задачи проанализируем силы, действующие на камень, и закон Паскаля.
1. На камень, лежащий на дне и полностью погружённый в воду, действуют три основные силы: сила тяжести Fтяж, направленная вертикально вниз, выталкивающая сила (сила Архимеда) FА, направленная вертикально вверх, и сила нормальной реакции опоры (дна) N, направленная вертикально вверх. Согласно третьему закону Ньютона, сила давления камня на дно P по модулю равна силе реакции опоры: P=N.
2. Из условия равновесия камня (первый закон Ньютона в проекции на вертикальную ось):
N+FА=Fтяж, откуда N=Fтяж−FА.
Следовательно, сила давления камня на дно равна: P=Fтяж−FА.
3. Сила Архимеда FА обусловлена разностью давлений жидкости на нижнюю и верхнюю грани тела. По закону Паскаля, давление, производимое на жидкость или газ, передаётся в любую точку без изменений во всех направлениях. Когда мы доливаем сверху слой керосина, он создаёт дополнительное давление pкер=ρкерghкер на поверхность воды.
4. Это дополнительное давление керосина, согласно закону Паскаля, передаётся водой одинаково во все стороны. Оно увеличит давление на верхнюю часть камня на величину pкер и на нижнюю часть камня (через слой воды под ним, если рассматривать микрозазор, или через общее распределение давлений в жидкости) на ту же самую величину pкер. Таким образом, разность давлений на верхнюю и нижнюю грани камня останется прежней.
5. Так как разность давлений не изменилась, выталкивающая сила FА, действующая на камень, остаётся постоянной. Сила тяжести Fтяж также не меняется. Следовательно, сила реакции опоры N, а значит и сила давления камня на дно P, не изменятся.
Ответ: Сила давления камня на дно не изменится.
Источник: ФИПИ