Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
МатематикаРешебник по физике 7 класс Перышкин §49
§49
Плавание судов. Воздухоплавание
Ответы на вопросы
1. Почему тяжёлые суда могут плавать?
Тяжелые суда могут плавать потому что вес судна с грузом в воздухе (или действующая на судно с грузом сила тяжести) равен весу воды, вытесняемой подводной частью судна.
Вернуть оригинал2. Зачем на корпус судна наносят ватерлинию?
На корпусе корабля проводится ватерлиния, указывающая наибольшую допустимую осадку
Вернуть оригинал3. Что такое грузоподъёмность судна?
Разность между водоизмещением и весом самого судна называют грузоподъёмностью этого судна.
Вернуть оригинал4. Как рассчитать подъёмную силу шара, наполненного газом?
Воздушный шар поднимется в воздух, если действующая на него архимедова сила FА будет больше силы тяжести Fтяж, т.е. FА > Fтяж.
Вернуть оригиналРасчет: Предположим, в воздух запущен шар объёмом V = 1 м3, наполненный водородом. Плотность водорода \(\rho\)в = 0,093, кг/м3
Вернуть оригиналплотность воздуха возд \(\rho\)возд = 1,33.кг/м3
Вернуть оригиналМасса водорода, заполняющего оболочку шара, будет равна mв = \(\rho\)вV, а его вес Pв = mвg = =\(\rho\)вVg; Pв = 0,093 кг/м3•1м3•102м/с2 = 0,9 Н.
Вернуть оригиналАрхимедова сила, действующая на этот шар в воздухе, равна весу воздуха объёмом 1 м3, т.е. FА = \(\rho\)возд Vg;
Вернуть оригиналFА = 1,33 кг/м3•1 м3•102 м/с2 = 13 Н. Отсюда вес груза, который может поднять этот шар, равен F = FА – Pв; F = 13 Н – 0,9 Н = 12,1 Н
Вернуть оригинал5. Как изменяется действующая на шар архимедова сила по мере его подъёма?
Плотность атмосферного воздуха уменьшается по мере удаления от поверхности земли. Поэтому при подъёме шара вверх действующая на него архимедова сила (FА = Vg) становится меньше. После того как она достигает значения FА=Fтяж, подъём шара прекращается. Чтобы подняться выше, нужно, чтобы сила тяжести вновь стала меньше архимедовой силы. Для этого с шара сбрасывают специально взятый груз (балласт). Для спуска на землю следует уменьшить архимедову силу. Это можно сделать, уменьшая объем шара, выпустив из его оболочки часть газа
Вернуть оригинал6. Как регулируют высоту подъёма воздушного шара с помощью горелки?
С помощью газовой горелки можно регулировать температуру воздуха, а вместе с ней его плотность. Горелка располагается под отверстием, находящимся в нижней части шара. При увеличении пламени горелки воздух будет сильнее нагреваться, а шар подниматься выше. Уменьшая пламя горелки и, соответственно, температуру воздуха, шар можно опустить вниз.
Вернуть оригинал
Стр. 170
Упражнение 31
1. Как изменится глубина погружения лодки, если в неё сядут ещё два человека? Ответ объясните.
Глубина погружения лодки увеличиться, так как вес будет больше, если сядут еще два человека
Вернуть оригинал2. Сила тяжести, действующая на судно, 50 000 кН. Какой объём воды вытесняет это судно?
|
Дано: \[\rho_{ж} = 1000\ кг/м^{3}\ \] \[g = 10\ м/с^{2}\] \[F_{т} = 50000\ кН\] |
Решение По закону Архимеда для плавающего тела используем формулу: Вернуть оригинал\[F_{A} = \ \rho V_{п.ч.}g = F_{т}\] Отсюда \[V = \frac{F_{т}}{\text{ρg}} = \frac{50000\ \times 1000}{1000 \times 10} = 5000\ м^{3}\ \] Вернуть оригиналОтвет: \(V = 5000\ м^{3}\) |
|---|---|
|
Найти: \[V - \ ?\] |
3. Плот состоит из 12 сухих еловых брусьев. Длина каждого бруса 4 м, ширина 30 см, толщина 25 см. Можно ли на этом плоту переправить через реку автомашину весом 100 кН?
Вернуть оригинал|
Дано: \(\ \) n=12 шт a= 4 м b= 30 см c= 25 см Pавто= 10000 Н \[\rho\ ель = 430\frac{\ кг}{м^{3}}\] \[\rho_{ж} = 1000\ кг/м^{3}\ \] \[g = 10\ м/с^{2}\] |
Решение
V = 4 м*0,3 м*0,25 м *12 шт =3,6 м3
\[m = V \times \rho\ ель = 3,6 \times 430 = 1548\ кг\ \] Вернуть оригинал
\[Pплот = mg = 1548 \times 10 = 15480\ Н\] Вернуть оригинал
\[Р = 10000 + 15400 = 25400\ Н\]
\[F_{A} = \ \rho V_{п.ч.}g = F_{т}\] \[F_{A} = 3,6 \times 10 \times 1000 = 36000\ Н\] Вернуть оригиналТогда \(36000\ Н > 25400\ Н\) Ответ: Следовательно, можно на этом плоту переправить через реку автомобиль \(\ \) Вернуть оригинал |
|---|---|
|
Найти: Fa > P(плот) + P(авто) |
4. Прочный сосуд, заполненный сжатым воздухом, уравновешен на весах. Стеклянная трубка с краном пропущена через пробку сосуда. К её наружному концу привязана оболочка резинового шара (рис. 162, а). Если часть воздуха из сосуда перейдёт в оболочку и раздует её, то равновесие весов нарушится (рис. 162, б). Объясните почему.
Вернуть оригиналНа бутылку в воздухе действует выталкивающая сила, которая равна весу воздуха в объеме бутылки. Когда воздух из бутылки переходит в резиновый шар, его объем увеличивается, и появляется дополнительная выталкивающая сила, действующая на надутый шар. Так как масса воздуха в шаре учитывается при уравновешивании бутылки, то эта выталкивающая сила будет являться одним из факторов, который выведет весы из равновесия. Плечо весов, на котором находятся бутылка и надутый шар, поднимется вверх.
Вернуть оригинал5. Почему нарушилось равновесие весов, когда из-под колокола воздушного насоса откачали воздух (рис. 163)? Объясните наблюдаемое явление.
Вернуть оригиналРавновесие было нарушено, потому что сила Архимеда перестала действовать на шар из-за того, что из-под купола был откачен воздух.
Вернуть оригинал6. Определите подъёмную силу наполненного водородом аэростата объёмом 1000 м³, оболочка которого весит 2000 Н.
|
Дано: \[\rho_{1} = 0,098\ кг/м^{3}\ \] \[\rho_{2} = 1,29\ кг/м^{3}\] \[V = 1000\ м^{3}\] \[g = 10\ м/с^{2}\] |
Решение Подъемная сила аэростата равна разности силы Архимеда и силы тяжести: Вернуть оригинал\[F = F_{A} - F_{Т}\] По закону Архимеда используем формулу: \[F_{A} = \ \rho V_{п.ч.}g\] \[F_{Т} = \text{mg}\] Отсюда: \(F = \ \rho V_{п.ч.}g - \text{mg} = 1,29 \times 10 \times 1000 - \ 0,098 \times 1000 \times 10 - 2000 = 10000\ Н\) Вернуть оригиналОтвет: \(F = 10\ кН\) |
|---|---|
|
Найти: \[F_{A} - \ ?\] |
7. Определите объём воздушного шара, наполненного гелием, если подъёмная сила шара равна 240 Н.
|
Дано: \[\rho_{1} = 1,29\ кг/м^{3}\ \] \[\rho_{2} = 0,18\ кг/м^{3}\] \[F = 240\ Н\] \[g = 10\ м/с^{2}\] |
Решение
\[F_{Т} = Р = \text{mg}\] \[Р = \rho_{2}\text{Vg}\]
\[F_{A} = \ \rho_{1}\text{Vg}\] То \(F = F_{A} - \ Р = Vg(\rho_{1} - \rho_{2})\) Вернуть оригинал
\[V = \frac{F}{g\left( \rho_{1} - \rho_{2} \right)} = \frac{240}{10(1,29 - 0,18)} = 22м^{3}\ \] Вернуть оригиналОтвет: \(V = 22\ м^{3}\) |
|---|---|
|
Найти: \[V - \ ?\] |
8. В романе Ж. Верна описана подводная лодка «Наутилус» с просторными кабинетами, залами и каютой. Почему современные подводные лодки не обладают такими просторными помещениями?
Вернуть оригиналСовременные подводные лодки не обладают такими просторными помещениями, потому что это не позволит целенаправленно использовать лодку, и конструкция не справится с сильным давлением на глубине
Вернуть оригиналЗадание
1. Изготовьте модель корабля или лодки. Для этого возьмите пластиковую бутылку с закрытой крышкой. Определите, какой максимальный груз может принять «на борт» ваш «корабль».
Вернуть оригиналопыт дома
2. Придумайте и постройте более совершенный «корабль», чем в задании 1. Сделайте действующую модель.
опыт дома
3. На рисунке 164 изображены два прибора, называемые ареометрами, которые используются для измерения плотности жидкости. Действие ареометра основано на условии плавания тел. Объясните, как работает ареометр.
Вернуть оригиналПринцип работы ареометров. Принцип работы данных приборов основан на гидростатическом законе Архимеда: масса любого физического тела равна массе воды, вытесненное этим телом.
Вернуть оригинал4. Изготовьте модель китайского фонарика - летающей светящейся конструкции из бумаги, натянутой на лёгкий деревянный каркас. Опробуйте её в действии. Будьте осторожны, запускайте фонарик на открытом месте.
Вернуть оригиналопыт дома
Глава 4. Работа и мощность. Энергия
Стр. 175
