Задачи и упражнения к главе V. Давление твердых тел, жидкостей и газов

  1. На чем основан способ спасения человека, провалившегося под лед, изображенный на рисунке 147?
  2. Два человека вскапывают землю лопатами разной формы (рис. 148). Какой лопатой легче копать?
  3. На полу стоит мальчик массой 45 кг. Какое давление он производит на пол, если общая площадь подошв обоих его ботинок, соприкасающихся с полом, равна 300 см2?
  4. Гусеничный трактор массой 6610 кг имеет опорную площадь обеих гусениц 1,4 м2. Определите давление этого трактора на почву. Во сколько раз оно больше давления, производимого на пол мальчиком, о котором говорилось в предыдущей задаче?
  5. Человек нажимает на лопату с силой 600 Н. Какое давление оказывает лопата на почву, если ширина ее лезвия 20 см, а толщина режущего края 0,5 мм?
  6. Девочка массой 45 кг стоит на лыжах. Длина каждой лыжи 1,5 м, ширина 10 см. Какое давление оказывает девочка на снег? Сравните его с давлением, рассчитанным в задаче 79.
  7. Стоя на поверхности Луны, американский астронавт оказывал на лунный грунт давление, равное 21,3 кПа. Определите массу астронавта (со снаряжением), если от его ботинок остались следы, площадь каждого из которых 410 см2.
  8. С какой силой оса вонзает свое жало в кожу человека, если площадь острия жала 0,000000000003 см2, а производимое им давление составляет З * 1010 Па?
  9. Определите давление нефти на дно цистерны, если высота столба нефти 10 м, а ее плотность 800 кг/м3.
  10. Вычислите давление воды на дно Марианской впадины, глубина которой 11 022 м. Плотность воды считать равной 1030 кг/м3.
  11. В бочке с водой на расстоянии 40 см от ее верха имеется отверстие, закрытое пробкой. Площадь отверстия 1 см2. Чему равна сила давления воды на пробку?
  12. В цистерне, заполненной нефтью, на глубине 4 м установлен кран. Площадь сечения крана 30 см2. С какой силой нефть давит на кран?
  13. Бак, имеющий форму параллелепипеда длиной 1,2 м, шириной 70 см и высотой 50 см, наполнили керосином. Определите давление и силу давления керосина на дно бака. Каково давление керосина на стенки бака на глубине 40 см?
  14. В аквариум длиной 30 см и шириной 20 см налита вода до высоты 25 см. Определите давление и силу давления воды на дно аквариума.
  15. В сообщающихся сосудах находятся вода и керосин (см. рис. 107). Чему равна высота столба керосина, если высота столба воды равна 8 см?
  16. Когда в сообщающихся сосудах (см. рис. 107) керосин заменили другой жидкостью, то при высоте столба воды 4,5 см высота столба другой жидкости оказалась равной 5 см. Какой жидкостью заменили керосин?
  17. Выразите в паскалях следующие давления: 1 мм рт. ст.; 750 мм рт. ст.
  18. Выразите в мм рт. ст. следующие давления: 1 Па; 100 кПа.
  19. На рисунке 119 изображен водяной барометр Паскаля. Чему равна высота столба воды в этом барометре при нормальном атмосферном давлении?
  20. На рисунке 120 изображен опыт с «магдебургскими полушариями». С какой примерно силой воздух прижимал одно полушарие к другому, если площадь поверхности полушария 0,28 м2? Атмосферное давление считать нормальным.
  21. У подножия горы барометр показывает давление 760 мм рт. ст., а на ее вершине — 722 мм рт. ст. Какова примерно высота горы?
  22. Вычислите примерную высоту телевизионной башни в Останкино. Атмосферное давление у ее подножия и у вершины определите по рисунку 149.
  23. Вес тела в воздухе 20 Н. Определите вес этого тела в масле, если в масле на него действует выталкивающая сила 5 Н.
  24. В воздухе тело весит 35 Н, а в керосине— 30 Н. Чему равна архимедова сила, действующая на это тело в керосине?
  25. На рисунке 150 изображено одно и то же тело, плавающее в двух разных жидкостях. Плотность какой жидкости больше? Почему?
  26. На рисунке 151 изображены три бруска, плавающие в пресной воде. Определите, какой из этих брусков изготовлен из пробки, какой — из льда, какой — из дерева. Ответ обоснуйте.
  27. Тело плавает в пресной воде, полностью погрузившись в нее. Как будет вести себя это тело в керосине? в соленой воде? в спирте?
  28. Поплавок изготовлен из древесины, плотность которой в 2 раза меньше плотности воды. Как будет располагаться поплавок в воде? Сделайте рисунок.
  29. Что больше весит в воздухе: тонна дерева или тонна железа? Почему?
  30. Массы кирпича и куска железа одинаковы. Какое из этих тел легче удержать в воде? Почему?
  31. Определите выталкивающую силу, действующую на камень объемом 1,6 м3 в морской воде.
  32. Чему равна архимедова сила, действующая в стакане с водой на кусочек железа объемом 1 см3?
  33. Тело объемом 0,6 м3 плавает на поверхности воды. Какой объем имеет та часть этого тела, которая выступает над водой, если действующая на него архимедова сила равна 5 кН?
  34. Тело объемом 0,4 м3 плавает на поверхности воды. Чему равна действующая на него выталкивающая сила, если над поверхностью воды выступает 0,1 м3 этого тела?
  35. Сколько весит в воде чугунная гиря объемом 0,002 м3? Плотность чугуна 7000 кг/м3.
  36. Сколько весит в ртути золотое изделие массой 193 г? Плотности ртути и золота равны соответственно 13 600 кг/м3 и 19 300 кг/м3.
  37. Тело имеет массу 130 кг и объем 0,2 м3. Будет ли оно плавать в воде?
  38. Тело имеет массу 80 кг и объем 0,1 м3. Будет ли оно плавать в бензине?
  39. В море плавает ледяной айсберг. Какая часть объема айсберга находится под водой? Плотности льда и морской воды равны соответственно 900 кг/м3 и 1030 кг/м3.
  40. Кусок пробки плавает в баке с керосином. Какая часть объема пробки погружена в керосин?
  41. Кусок угля в воде весит 10 Н, а в керосине — 12,5 Н. Определите по этим данным плотность угля.
  42. Цепь выдерживает нагрузку 85 кН. Можно ли на этой цепи удержать гранитную плиту объемом 4 м3: а) в воздухе; б) под водой? Плотность гранита 3000 кг/м3.
  43. Воздушный шар имеет объем 1600 м3. Какая подъемная сила действует на шар в воздухе плотностью 1,2 кг/м3 (такую плотность воздух имеет на высоте 200 м), если сила тяжести, действующая на шар, равна 4500 Н?
  44. Определите подъемную силу, действующую на шар-зонд, находящийся на высоте 10 км, если сила тяжести, действующая на него, равна 20 Н. Плотность воздуха на данной высоте 0,41 кг/м3. Объем шара 20 м3.