Фізика 7 клас збірник задач - 2016

ТИСК ТВЕРДИХ ТІЛ, РІДИН І ГАЗІВ

18. Тиск рідин і газів. Закон Паскаля

Насмілюсь доповісти, я це можу

пояснити простісіньким способом.

Ярослав Гаїиек

«Пригоди бравого солдата Швейна»

Приклад розв’язання задачі

Акваріум, який має форму куба, повністю заповнений водою. У скільки разів відрізняються сили тиску води на дно акваріума і на його стінку? Атмосферним тиском знехтуйте.

Розв’язання

Сила тиску на дно:

Тут a — довжина ребра куба, S = а2 — площа дна або стінки акваріума, р = ρga — тиск води на дно.

Щоб розрахувати силу тиску води на стінку акваріума F2, треба врахувати, що різні ділянки стінки розташовані на різній глибині й тому зазнають різного тиску води. Цей тиск змінюється від нуля (коло верхнього краю стінки) до р = ρga (біля нижнього краю стінки). Можна записати F2 = рсерS, де рсер — середнє значення тиску на стінку. Обчисливши отримаємо

Відповідь: сила тиску на дно більша у два рази.

Усна розминка

18.1. Чим обумовлений тиск рідин і газів на стінки посудини, у якій вони знаходяться?

18.2. Як довести, що гази і рідини тиснуть на стінки посудини?

18.3. Як пояснюється тиск газу на основі вчення про рух молекул?

18.4. Як можна на досліді показати, що газ чинить тиск на стінки посудини, в якій він міститься?

18.5. Чому тиск газу збільшується у разі стискання і зменшується під час розширення?

18.6. Із чого можна зробити висновок, що тиск газу в усіх напрямках є однаковим?

18.7. Чому повітряні кульки і мильні бульбашки круглі?

18.8. Які приклади сполучених посудин ви можете навести?

18.9. Якою є головна ознака сполучених посудин?

18.10. Яку властивість рідин і газів використовують в гідравлічних і пневматичних машинах?

Перший рівень

18.11. Рівень рідини в посудинах однаковий. Чи переливатиметься вода з однієї посудини в другу (див. Малюнок), якщо відкрити кран?

18.12. М’яч, винесений узимку з кімнати на вулицю, стає менш надутим. Чому?

18.13. У посудині з водою розчинили кухонну сіль. Чи зміниться тиск на дно посудини?

18.14. Чому плавець, що пірнув на велику глибину, відчуває біль у вухах?

18.15. Використовуючи закон Паскаля, поясніть, чому зубну пасту легко вичавити з тюбика.

18.16. Який тиск на дно посудини чинить шар гасу заввишки 0,5 м?

18.17. Якою є глибина басейна, якщо тиск води на його дно дорівнює 80 кПа?

18.18. Тиск стовпа рідини заввишки 12 см дорівнює 852 Па. Визначте густину рідини.

18.19. Довжина акваріума 40 см, ширина 20 см, висота 30 см. З якою силою вода тисне на дно акваріума?

18.20. У мензурці є три шари рідин (машинна олива, вода та ртуть) завтовшки по 10 см. Яким буде тиск на дно?

Другий рівень

18.21. Чому вибух снаряда під водою згубний для організмів, які живуть у воді?

18.22. Щоб видалити вм’ятину на кульці для настільного тенісу, кульку занурили в гарячу воду. Поясніть, чому зникла вм’ятина.

18.23. Число молекул газу, що міститься в закритій посудині, під час нагрівання не збільшується. Чому ж тоді тиск газу в посудині зростає?

18.24. Чи зміниться тиск води на дно відра, якщо у воду опустити м’яч; камінь?

18.25. Воду перелили із широкої циліндричної посудини у вузьку. Як змінилася сила тиску води на дно; тиск води на дно?

18.26. Під час осушення боліт риють канали. Як ви вважаєте, із якою метою це роблять?

18.27. Чи діятиме гідравлічний насос на космічній орбітальній станції?

18.28. Посудину у формі куба заповнили водою. Визначте тиск води на дно посудини, якщо маса води 64 г.

18.29. Плоскодонна баржа одержала пробоїну в дні площею 200 см2. Із якою силою треба тиснути на пластир, яким закривають отвір, щоб стримати напір води на глибині 1,8 м? Вагу пластиру не враховуйте.

18.30. Малий поршень гідравлічного преса під дією сили 600 Н опустився на 12 см. При цьому великий поршень піднявся на 3 см. Яка сила діяла з боку рідини на великий поршень?

18.31. Малий поршень гідравлічного преса площею 2 см2 під дією сили опустився на 16 см. Площа більшого поршня 8 см2. Визначте вагу вантажу, піднятого поршнем, якщо на малий поршень діяла сила 200 Н. На яку висоту було піднято вантаж?

18.32. У лівому коліні заповнених водою сполучених посудин над водою знаходиться шар гасу заввишки 20 см. У якому з колін рівень рідини вищий? На скільки?

Третій рівень

18.33. У стані невагомості тверде тіло не чинить тиску на опору. Чи буде газ тиснути на стінки посудини в такому стані?

18.34. Чому під час швидкого підйому, наприклад на літаку або у швидкісному ліфті, у людини закладає вуха?

18.35. Поясніть явище, описане в книзі Ж. Кусто «У світі безгоміння»: «На глибині шести футів1 уже було тихо й спокійно, але вали, що котяться нагорі, давали про себе знати до глибини у двадцять футів ритмічним посиленням тиску на барабанні перетинки».

18.36. Зображені на рисунку посудини мають однаковий об’єм.

Що можна сказати:

а) про масу води в посудинах;

б) про тиск на дно посудин;

в) про силу тиску на дно посудин?

18.37. У романі Олександра Беляєва «Людина-амфібія» є такі рядки: «Іхтіандр поринав усе глибше й глибше в присмеркові глибини океану. Йому хотілося побути на самоті, оговтатися від нових вражень... Він занурювався все повільніше. Вода густішала, вона вже тиснула на нього, дихати ставало дедалі важче. Його оточили густі зелено-сірі сутінки...».

Чи набагато може змінюватися густина води зі збільшенням глибини?

18.38. Чи справедливий закон сполучених посудин за умов невагомості? Обґрунтуйте свою відповідь.

18.39. Чи справедливий закон сполучених посудин, якщо в одній із посудин перебуває поплавець?

18.40. Чи працюватиме гідравлічний прес на Місяці? Чи буде якась відмінність у його роботі на Місяці порівняно з роботою на Землі?

18.41. 3 якою метою залізничні шпали кладуть на сипкий баласт (пісок, гравій, щебінь), а не безпосередньо на твердий ґрунт?

18.42. На дно акваріума завдовжки 40 см і завширшки 25 см поклали чавунну кулю масою 700 г. На скільки збільшився після цього тиск води на дно, якщо вода з акваріума не виливалася? Куля занурена у воду повністю.

18.43. Яким є тиск води на дно посудини в точках А, В, С (див. Малюнок)? Атмосферний тиск не враховуйте.

18.44. Із дна акваріума забрали камінь масою 780 г. У результаті тиск води на дно зменшився на 50 Па. Якою є густина каменя, якщо відомо, що довжина акваріума 30 см, а ширина 20 см? Камінь був занурений у воду повністю.

18.45. У циліндричну посудину налито ртуть і воду. Загальна висота двох шарів рідини 14,6 см, а тиск на дно посудини — 2,7 кПа. Яким є відношення мас ртуті й води?

18.46. У мензурку налито три незмішувані рідини з густиною 1,6 г/см3, 1 г/см3 і 0,8 г/см3. Визначте тиск на дно посудини, якщо маси рідин однакові, а верхній рівень найлегшої рідини розташований на висоті 23 см від дна посудини.

_______________________________

1 1 фут = 0,3048 м.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити