Сегодня мы исследуем, как ведут себя жидкости в покое. Разберемся, почему вода давит на дно сосуда и как работают мощные гидравлические машины.
№1 · ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
1 БАЛЛ
1. Давление и глубина
Расположите уровни погружения в воду в порядке возрастания гидростатического давления жидкости.
Середина глубокого озера (глубина 15 м)
Дно глубокого озера (глубина 30 м)
Дно неглубокого бассейна (глубина 2 м)
Поверхность воды (глубина 0 м)
№2 · ПРИМЕРЫ
3 ВЫРАЖЕНИЯ · 1 БАЛЛ
2. Расчет давления воды
Вычислите давление воды на разных глубинах, используя формулy p=ρgh. Примите ρ=1000 кг/м3 и g≈10 Н/кг. Ответ дайте в Па.
1)1000⋅10⋅1
2)1000⋅10⋅5
3)1000⋅10⋅10
№3 · ЗАДАЧА
1 БАЛЛ
3. Давление на рыбку
Аквариумная рыбка плавает на глубине 0,4 м. Какое давление воды она испытывает? Плотность воды 1000 кг/м3, g=10 Н/кг.
№4 · ТЕСТ
1 БАЛЛ
4. Гидростатический парадокс
В три сосуда разной формы (узкий цилиндр, широкий цилиндр и расширяющийся кверху конус) налили воду до одинакового уровня h. Выберите верное утверждение о давлении на дно сосудов.
Давление во всех сосудах одинаково, так как уровни воды равны.
В конусе давление больше, так как там больше воды.
В узком цилиндре давление больше, так как площадь дна меньше.
Давление зависит только от веса воды в сосуде.
№5 · ОТВЕТ
1 БАЛЛ
5. Единицы измерения
Как называется единица измерения давления в системе СИ?
№6 · СОПОСТАВЛЕНИЕ
1 БАЛЛ
6. Величины и формулы
Установите соответствие между физической величиной и её обозначением.
Давление
Плотность
Высота столба жидкости
Сила давления
h
F
ρ
p
№7 · ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
1 БАЛЛ
7. Эксперимент с манометром
Укажите порядок действий для проверки зависимости давления от глубины с помощью открытого манометра и резиновой капсулы.
Погрузить капсулу в жидкость на небольшую глубину.
Подключить резиновую капсулу к трубке манометра.
Опустить капсулу глубже и зафиксировать увеличение разности уровней.
Отметить разность уровней жидкости в коленах манометра.
№8 · ПРИМЕРЫ
3 ВЫРАЖЕНИЯ · 2 БАЛЛА
8. Давление в нефти
Рассчитайте давление в нефти на разных глубинах. Плотность нефти ρ=800 кг/м3, g=10 Н/кг. Ответ дайте в Па.
1)800⋅10⋅2
2)800⋅10⋅5
3)800⋅10⋅10
№9 · ЗАДАЧА
2 БАЛЛА
9. Погружение батискафа
Батискаф опустился в море на глубину 200 м. Вычислите давление морской воды на корпус батискафа, если плотность морской воды 1030 кг/м3. Примите g=10 Н/кг.
№10 · ТЕСТ
2 БАЛЛА
10. Сообщающиеся сосуды
В U-образную трубку налили воду, а затем в правое колено долили слой масла. Почему уровни жидкостей в коленах не совпадают?
Разные жидкости в U-образной трубке
У жидкостей разная плотность, поэтому для уравновешивания давления нужны разные высоты столбов.
Масло всегда находится выше воды из-за поверхностного натяжения.
Уровень в правом колене выше, потому что там больше общая масса жидкости.
Закон сообщающихся сосудов не действует для разных жидкостей.
№11 · ОТВЕТ
2 БАЛЛА
11. Высота столба жидкости
На какую глубину нужно погрузиться в пресную воду (ρ=1000 кг/м3), чтобы давление увеличилось на 50 кПа? Примите g=10 Н/кг.
+10 заданий в этом листе
Зарегистрируйтесь — и соберите свой рабочий лист по этой теме за минуту: заданий столько, сколько нужно.
№12 · СОПОСТАВЛЕНИЕ
2 БАЛЛА
12. Гидравлический пресс
Соотнесите параметры малого и большого поршней гидравлической машины, если она дает выигрыш в силе в 10 раз.
Сила на малом поршне F1=100 Н
Площадь малого поршня S1=2 см2
Давление под малым поршнем p1
Давление под большим поршнем p2=p1
Площадь большого поршня S2=20 см2
Сила на большом поршне F2=1000 Н
№13 · ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
2 БАЛЛА
13. Вывод формулы давления
Расположите этапы вывода формулы гидростатического давления p=ρgh в логическом порядке.
Замена объема через площадь дна и высоту: V=Sh
Выражение массы через плотность и объем: m=ρV
Подстановка силы в определение давления p=F/S и сокращение площади S
Определение силы давления как веса столба жидкости: F=P=mg
№14 · ПРИМЕРЫ
2 ВЫРАЖЕНИЯ · 2 БАЛЛА
14. Слои жидкостей
В цилиндр налиты слоями ртуть (ρ1=13600 кг/м3) и вода (ρ2=1000 кг/м3). Толщина каждого слоя 0,1 м. Вычислите давление на дно от каждого слоя отдельно. g=10 Н/кг.
1)13600⋅10⋅0,1
2)1000⋅10⋅0,1
№15 · ЗАДАЧА
3 БАЛЛА
15. Подъем груза прессом
С помощью гидравлического пресса нужно поднять автомобиль массой 1500 кг. Площадь малого поршня 5 см2, площадь большого — 500 см2. Какую силу нужно приложить к малому поршню? Примите g=10 Н/кг.
Схема гидравлического пресса
№16 · ТЕСТ
3 БАЛЛА
16. Давление на Луне
Как изменится гидростатическое давление воды на дно сосуда на глубине h, если перенести этот сосуд на Луну, где ускорение свободного падения в 6 раз меньше земного?
Уменьшится в 6 раз, так как давление прямо пропорционально g.
Увеличится в 6 раз, так как на Луне нет атмосферы.
Не изменится, так как плотность воды и глубина остались прежними.
Давление станет равным нулю, так как на Луне слабая гравитация.
№17 · ОТВЕТ
3 БАЛЛА
17. Полное давление
Найдите полное давление на дно бассейна глубиной 3 м. Учтите атмосферное давление, равное 100 кПа. Плотность воды 1000 кг/м3, g=10 Н/кг. Ответ дайте в кПа.
№18 · СОПОСТАВЛЕНИЕ
3 БАЛЛА
18. Равновесие в трубке
В сообщающихся сосудах находятся разные жидкости. Соотнесите отношение их плотностей с отношением высот их столбов над уровнем раздела.
ρ1=2ρ2
ρ1=21ρ2
ρ1=13,6ρ2
h2=21h1
h2=2h1
h2=13,6h1
№19 · ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
3 БАЛЛА
19. Научный метод
Восстановите цепочку научного познания при изучении давления в жидкости.
Вывод: подтверждение формулы p=ρgh.
Гипотеза: давление жидкости растет с увеличением глубины.
Эксперимент: замер давления манометром на разных уровнях в баке.
Наблюдение: водолазы на большой глубине надевают прочные скафандры.
№20 · ПРИМЕРЫ
2 ВЫРАЖЕНИЯ · 3 БАЛЛА
20. Сила давления на дно
Вычислите силу давления воды на дно сосуда площадью S=0,02 м2 при разном давлении p. Используйте F=pS. Ответ дайте в Ньютонах.