ГДЗ Физика 7 класс, рабочая тетрадь к учебнику Перышкина, автор ХаннановаГотовые домашние задания к рабочей тетради на печатной основе по физике к учебнику Перышкина за седьмой класс, авторы Ханнанова, Ханнанов. В седьмом классе даются самые азы, основы физики, но не думайте, что будет слишком просто. Темы серьезные и довольно сложные, будет много формул, расчетов и математики, особенно в рабочей тетради на печатной основе, потому как она предназначена для сжатых ответов. И даже если вам не сказали закупать рабочие тетради, это не означает, что на уроках учитель физики не будет вам давать задания из них в виде самостоятельных работ и тестов, так что, возьмите эти тетрадки себе на заметку, а лучше положите ГДЗ себе в закладки, может пригодиться.

 В основном в тетради задания, где нужно вписать нужные слова и предложения, а для этого нужно знать определения. Они все есть в учебнике. Ответы больше пригодятся для сверки расчетов в задачах, а они тут тоже встречаются.

Для удобства ГДЗ разбито на блоки с заданиями под номерами. Задание 1 означает, что на вкладке есть ответы ко всем пунктам, начинающихся со слов задание1. : задание 1.1, задание 1.2 и так далее.

Ответы к рабочей тетради по физике 7 класс:

ГДЗ Физика 7 класс, рабочая тетрадь к учебнику Перышкина, автор ХаннановаГотовые домашние задания к рабочей тетради на печатной основе по физике к учебнику Перышкина за седьмой класс, авторы Ханнанова, Ханнанов. В седьмом классе даются самые азы, основы физики, но не думайте, что будет слишком просто. Темы серьезные и довольно сложные, будет много формул, расчетов и математики, особенно в рабочей тетради на печатной основе, потому как она предназначена для сжатых ответов. И даже если вам не сказали закупать рабочие тетради, это не означает, что на уроках учитель физики не будет вам давать задания из них в виде самостоятельных работ и тестов, так что, возьмите эти тетрадки себе на заметку, а лучше положите ГДЗ себе в закладки, может пригодиться.

 В основном в тетради задания, где нужно вписать нужные слова и предложения, а для этого нужно знать определения. Они все есть в учебнике. Ответы больше пригодятся для сверки расчетов в задачах, а они тут тоже встречаются.

Для удобства ГДЗ разбито на блоки с заданиями под номерами. Задание 1 означает, что на вкладке есть ответы ко всем пунктам, начинающихся со слов задание1. : задание 1.1, задание 1.2 и так далее.

Ответы к рабочей тетради по физике 7 класс:

Задание 1

Введение

Задание 1.1. Соедините линиями названия природных явлений и соответствующие им виды физических явлений.

Название природных явл.   Виды физич. явл
                              Молния - Электрическое
                                   Гром - Звуковое
                  Падение капли - Механическое
           Отражение солнца - Световое
                 Высыхание луж - Тепловое
 Поворот стрелки компаса - Магнитное

Задание 1.2. Отметьте галочкой свойства, которыми обладает и камень, и резиновый жгут.

x − Хрупкость при низкой температуре.
☐ − Цвет, зависящий от времени суток или яркости освещения.
☐ − Форма, зависящая от нагрузок.

Задание 1.3. Заполните пропуски в тексте так, чтобы получились названия наук, изучающих различные явления на стыке физики и астрономии, биологии, геологии.

Движение крови по сосудам организма человека изучает биофизика.
Распространение взрывной волны в толще Земли изучает геофизика.
Причину свечения звёзд, изменения во Вселенной изучает астрофизика.

Задание 1.4. Если число очень велико или мало, то его удобно записывать в стандартном виде, т.е. в виде произведения $a * 10^{n}$, где 1 ≤ a < 10 n − целое число.

Например:
$7\underset{1}0\underset{2}0\underset{3}0\underset{4}0\underset{5}0 = 7 * 100 000 = 7 * 10^{5}$
$0,\underset{1}0\underset{2}0\underset{3}0\underset{4}2 = \frac{2}{10000} = 2 * 10^{-4}$

Запишите в стандартном виде следующие числа по приведённому выше образцу.

$5\underset{1}0\underset{2}0 = 5 * 10^{2}$
$2\underset{1}0 \underset{2}0\underset{3}0\underset{4}0 = 2 * 10^{4}$
$8\underset{1}0\underset{2}0 \underset{3}0\underset{4}0\underset{5}0 \underset{6}0\underset{7}0\underset{8}0 = 8 * 10^{8}$
$0,\underset{1}0\underset{2}4 = \frac{4}{100} = 4 * 10^{-2}$
$0,\underset{1}0\underset{2}0\underset{3}0\underset{4}3 = \frac{3}{10000} = 3 * 10^{-4}$
$0,\underset{1}0\underset{2}0\underset{3}0\underset{4}0\underset{5}0\underset{6}0\underset{7}9 = \frac{9}{10000000} = 9* 10^{-7}$

Задание 2

Задание 2.1. Обведите в рамочку те свойства, которыми физическое тело может не обладать.

          [размер]     форма    [запах]
[граница]    [цвет]      [вкус]        объём

Задание 2.2. На рисунке изображены тела, состоящие из одного и того же вещества. Запишите название этого вещества.

Вода.

Задание 2.3. Выберите из предложенных слов два слова, обозначающие вещества, из которых сделаны соответствующие части простого карандаша, и запишите их в пустые окошки.
Дерево; стержень; графит; оболочка; корпус; пластмасса; сталь; кнопка.

Дерево Графит

Задание 2.4. С помощью стрелочек "рассортируйте" слова по корзинам в соответствии с их названиями, отражающими разные физические понятия.

Вещества ← сталь, дерево, воздух, стекло, молоко.
Тела          ← стакан, озеро.

Задание 2.5. Запишите числа по приведённому образцу.

$6 * 10^{4} = 60 000$
$7 * 10^{3} = 7 000$
$4 * 10^{6} = 4 000 000$
$2 * 10^{9} = 2 000 000 000$
$6 * 10^{-4} = \frac{6}{10000} = 0,0006$
$7 * 10^{-3} = \frac{7}{1000} = 0,007$
$4 * 10^{-6} = \frac{4}{1000000} = 0,000004$
$2 * 10^{-9} = \frac{2}{1000000000} = 0,000000002$

Задание 3

Задание 3.1. На уроке физики учитель поставил ученикам на столы одинаковые на вид магнитные стрелки, размещённые на остриях игл. Все стрелки повернулись вокруг своей оси и замерли, но при этом одни из них оказались повёрнутыми на север синим концом, а другие − красным. Ученики удивились, но в ходе беседы некоторые из них высказали свои гипотезы, почему так могло произойти.
Отметьте, какую выдвинутую ученикам гипотезу можно опровергнуть, а какую − нет, зачеркнув ненужное слово в правой колонке таблицы.

Гипотеза                                                                                    Данную гипотезу опровергнуть
На заводе "северный" конец у одних магнитных стрелок
покрасили в синий цвет, а в других − в красный                     можно, нельзя
Стрелки, показывающие на север красным концом,
перемагнитились, потому что могли находиться рядом
с каким−либо большим магнитом                                             можно, нельзя

Задание 3.2. Выберите правильное продолжение фразы.

В физике явление считается реально протекающим, если ... .
☐ − о нём написано в газетах
☐− о нём высказался знаменитый учёный
☐ − его наблюдал учёный
x −его наблюдали несколько учёных

Задание 3.3. Допишите предложение.
Наблюдения природных явлений отличаются от опытов тем, что опыты ...

проводят с определённой целью, по заранее обдуманному плану.

Задание 3.4. Выберите правильное продолжение фразы.
21 июля 1969 г. впервые была осуществлена посадка на Луну американского космического корабля с астронавтами на борту. Это событие является ... .

x − экспериментом
☐ наблюдением природного явления
☐ гипотезой
☐ измерением

Задание 3.5. Ещё в древности люди наблюдали, что:
а) мачта отплывающего в море корабля скрывается за горизонтом позднее, чем его корпус, и это происходит, когда самого корабля уже не видно;
б) во время лунного затмения граница света и тени на поверхности Луны имеет дугообразную форму.
Какая гипотеза о форме Земли могла быть выдвинута на основе этих наблюдений?

Гипотеза о том, что Земля может иметь форму шара.

Задание 4

Задание 4.1. Закончите фразу.
Физическая величина − это характеристика тела или явления, которую можно ...

измерить и сравнить.

Задание 4.2. Вставьте в текст недостающие слова и буквы.

В международной системе единиц (СИ):
основной единицей длины является метр, обозначается 1 м;
основной единицей времени является секунда, обозначается 1 с;
основной единицей массы является килограмм, обозначается 1 кг.

Задание 4.3.  а) Выразите кратные единицы длины в метрах и наоборот.

1 км = 1000 м = $10^{3}$ м ⇒ 1 м = 0,001 км = $10^{-3}$ км

1 гм = 100 м = $10^{2}$ м ⇒ 1 м = 0,01 гм = $10 ^{-2}$ гм
1 Мм = 1000000 м = $10^{6}$ м ⇒ 1 м = 0,000001 Мм = $10^{-6}$ Мм

б) Выразите метр в дольных единицах и наоборот.

1 м = 1000 мм = $10^{3}$ мм ⇒ 1 мм = 0,001 м = $10^{-3}$ м

1 м = 100 см = $10^{2}$ см ⇒ 1 см = 0,01 м = $10 ^{-2}$ м
1 м = 10 дм = $10^{1}$ дм ⇒ 1 дм = 0,1 м = $10 ^{-1}$ м

в) Выразите секунды в дольных единицах и наоборот.

1 с = 1000 мс = $10^{3}$ мс ⇒ 1 мс = 0,001 с = $10^{-3}$ с
1 с = 1000000 мкс = $10^{6}$ мкс ⇒ 1 мкс = 0,000001 с = $10^{-6}$ с

г) Выразите в основных единицах СИ значения длины.

1 км = 1000 м ⇒ 65 км = 65 * 1000 = 65 0000 м
1 см = 0,01 м ⇒ 45 см = 45 * 0,01 = 0,45 м
1 мм = 0,001 м ⇒ 0,9 мм = 0,9 * 0,001 = 0,0009 м
1 дм = 0,1 м ⇒ 0,02 дм = 0,02 * 0,1 = 0,002 м
1 мкм = 0,000001 м ⇒ 7 мкм = 7 * 0,000001 = 0,000007 м

д) Выразите в основных единицах СИ значения интервалов времени.

1 мс = 0,001 с ⇒ 0,2 мс = 0,2 * 0,001 = 0,0002 с
1 мкс = 0,000001 ⇒ 700 мкс = 700 * 0,000001 = 0,0007 с

е) Выразите в основных единицах СИ значения следующих величин.

1 г = 0,001 кг ⇒ 0,7 г = 0,7 * 0,001 = 0,0007 кг
1 т = 1000 кг ⇒ 0,34 т = 0,34 * 1000 = 340 кг
1 мин = 60 сек ⇒ 8 мин = 8 * 60 = 480 сек.
1 ч = 60 мин = 3600 сек ⇒ 0,5 ч = 0,5 * 3600 = 1800 сек
1 сут = 24 ч = 86400 сек ⇒ 0,01 сут = 0,01 * 86400 = 864 сек

Задание 4.4. Измерьте линейкой ширину L страницы учебника. Выразите результаты в сантиметрах, миллиметрах и метрах.

Ширина учебника − 16,8 см.
L = 16,8 см = 168 мм = 0,168 м

Задание 4.5. На стержень намотали провод так, как показано на рисунке. Ширина намотки оказалась L = 9 мм. Каков диаметр d провода? Ответ выразите в указанных единицах.

Ширина намотки провода на стержень − 9 мм;
Количество оборотов вокруг стержня − 15.

d = $\frac{9}{15}$ = 0, 6 мм = 0,06 см = 0,0006 м

Задание 4.6. Запишите значения длины и площади в указанных единицах по приведенному образцу.

$1 м = 1000 мм ⇒ 2 м^{2} = 2 * (1000 мм)^{2} = 2 * (1000)^{2} мм^{2} = 2 000 000 мм^{2}$

1 м = 10 дм ⇒ 7 $м^{2}$ = 7 * ( 10 $дм)^{2}$ = 7 * (10$)^{2} дм^{2}$ = 700 $дм^{2}$

1 м = 100 cм ⇒ 0,3 $м^{2}$ = 0,3 * (100 $см)^{2}$ = 0,3 * (100)$^{2} см^{2}$ = 3000 $см^{2}$

1 м = 1000 мм ⇒ 0,005 $м^{2}$ = 0,005 * (1000 $мм)^{2}$ = 0,005 * (1000)$^{2} мм^{2}$ = 5000 $мм^{2}$

1 дм = 0,1 м ⇒ 30 $дм^{2}$ = 30 * (0,1 $м)^{2}$ = 30 * (0,1)$^{2} м^{2}$ = 0,3 $м^{2}$

1 см = 0,01 м ⇒ 4 $см^{2}$ = 4 * (0,01 м)$^{2}$ = 4 * (0,01)$^{2} м^{2}$ = 0,0004 $м^{2}$

Задание 4.7. Определите площади треугольника $S_{1}$ и трапеции $S_{2}$ в указанных единицах.

Определим по клеткам длину основания (а) и высоту (h) треугольника.
Длина основания (a) − 6 см, высота (b) − 6 см.
$S_{1} = \frac{1}{2} * a * h$;
$S_{1} = \frac{1}{2} * 6 * 6 = 18 см^{2}$

$S_{1} = 18 см^{2} = 0,0018 м^{2}$

Определим по клеткам длину оснований (a, b) и высоту (h) трапеции.
Длина основания a − 6 см, длина основания b − 2 см, высота − 4 см.
$S_{2} = \frac{a+b}{2} * h$;
$S_{2} = \frac{6+2}{2} * 4 = 16 см^{2}$;

$S_{2}$ = 16 $см^{2}$ = 0,0016 $м^{2}$

Задание 4.8. Запишите значения объёма в основных единицах СИ по приведённому образцу.

$1 см^{3} = (0,01м)^{3} = (0,01)^{3}м^{3} = 0,000001 м^{3} = 10^{-6} м^{3}$

1 л = 1 $дм^{3} = (0,1м)^{3} = (0,1)^{3}м^{3} = 0,001 м^{3} = 10^{-3} м^{3}$
1 мл = 1 $см^{3} = (0,01м)^{3} = (0,01)^{3}м^{3} = 0,000001 м^{3} = 10^{-6} м^{3}$
40 л= 40 $дм^{3} = 40 *(0,1м)^{3} = 40 *(0,1)^{3}м^{3} = 40 *0,001 м^{3} = 0,04м^{3} = 4*10^{-2}м^{3}$
22 мл = 22 $см^{3} = 22 * (0,01м)^{3} = 22 * (0,01)^{3}м^{3} = 22 * 0,000001 м^{3} = 0,000022 м^{3} = 22 * 10^{-6}м^{3} $

Задание 4.9. В ванну налили сначала горячей воды объёмом 0,2 $м^{3}$, затем добавили холодной воды объёмом 2 л. Каков объём воды в ванне?

$V_{гор. воды} = 0,2 м^{3}$;
$V_{хол. воды} = 2 л = 2 * 0,001 м^{3} = 0,002 м^{3}$
$V_{воды} = 0,2 + 0,002 = 0,202 м^{3}$

Задание 4.10. Допишите предложение.
Цена деления шкалы термометра составляет __ (число) __ (единица).

Цена деления шкалы термометра составляет   1      °C.

Для определения цены деления термометра необходимо взять 2 соседних числа, найти их разницу (от большего отнять меньшее), а затем разделить полученное число на количество маленьких штрихов между этими числами:
$\frac{30-25}{5}$ = 1 °C.

Задание 5

 Задание 5.1. Воспользуйтесь рисунком и заполните пропуски в тексте.

 

Цена деления шкалы линейки равна 10 см.
Погрешность измерения высоты столба жидкости, проводимого с помощью линейки, равна ΔH = 5 см.
Высота столба жидкости Н в сосуде с учётом погрешности измерения равна:
Н = (90 ± Δ5) см.

Для определения цены деления шкалы линейки необходимо взять 2 соседних числа, найти их разницу (от большего отнять меньшее), а затем разделить полученное число на количество маленьких штрихов между этими числами.
Погрешность измерений равна половине цены деления шкалы измерительного прибора.

Задание 5.2. Запишите значения объёма воды в сосудах с учётом погрешности измерения.

$V_{1} = (260 ±∆ 5)$ мл   $V_{2} = (70 ±∆ 5)$ мл   $V_{3} = (75 ±∆ 2,5)$ мл

Для определения цены деления шкалы линейки необходимо взять 2 соседних числа, найти их разницу (от большего отнять меньшее), а затем разделить полученное число на количество маленьких штрихов между этими числами.
Погрешность измерений равна половине цены деления шкалы измерительного прибора.

Задание 5.3. Запишите значения длины стола, измеренной разными линейками, с учётом погрешности измерения.

$l_{1}$ = 72 ±∆0,5 см   $l_{2}$ = 70 ±∆2,5 см

Для определения цены деления шкалы линейки необходимо взять 2 соседних числа, найти их разницу (от большего отнять меньшее), а затем разделить полученное число на количество маленьких штрихов между этими числами.
Погрешность измерений равна половине цены деления шкалы измерительного прибора.

Задание 5.4. Запишите показания часов, изображённых на рисунке.

                       Стрелочные часы      Электронные часы
Время              10 ч. 3 мин. 56 с        10 ч. 3 мин. с
Погрешность
измерения
времени                ±0,5 с                  ±0,5 мин.

Вывод: более точное время показывают стрелочные часы.

Задание 5.5. Ученики измерили длину своих столов разными приборами и результаты записали в таблицу.

№ стола       1              2                           3                     4
Длина     (122 ± 2) см (1,21 ± 0,01) м (120 ± 0,2) см (119 ± 1) см

Запишите номера столов, которые с учётом погрешности измерения имеют равную длину:

1 ,   2

Задание 6

Задание 6.1. Подчеркните названия устройств, в которых используется электродвигатель.

Утюг, лифт, телевизор, кофемолка, мобильный телефон, калькулятор.

Задание 6.2. Домашний эксперимент.

1. Измерьте диаметр d и длину окружности l у пяти предметов цилиндрической формы с помощью нити и линейки (см. рис.). Названия предметов и результаты измерений запишите в таблицу. Используйте предметы разного размера.
Для примера в первой колонке таблицы уже поставлены значения, полученные для сосуда диаметром d = 11 см и длиной окружности l = 35 см.
2. Используя таблицу, постройте график зависимости длины окружности l предмета от его диаметра d. Для этого на координационной плоскости нужно построить шесть точек согласно данным таблицы и соединить их прямой линией.
Для примера на плоскости уже построены точка с координатами (d, l) для сосуда. Аналогично на этой же плоскости постройке точки для других тел.

Название
предмета Сосуд Банка Кружка Бутылка Рулон Кольцо
l, см           35         45        25         30         15        5
d, см          11        14         8           9,8         5          2

Используя полученный график, определите, чему равен диаметр d цилиндрической части пластиковой бутылки, если длина её окружности l = 19 см.

d = 6 см.

Задание 6.3. Домашний эксперимент.
1. Измерьте размеры спичечного коробка с помощью линейки с миллиметровыми делениями и запишите эти значения с учётом погрешности измерения.

Длина коробка a = (50 ± 0,5) мм.
Ширина коробка b = ( 35 ± 0,5 ) мм.
Высота коробка с = ( 12 ± 0,5) мм.
Предыдущая запись означает, что истинные значения длины, ширины и высоты коробка лежат в пределах:
а: от 49,5 до 50,5 мм;
b: от 34,5 до 35,5 мм;
c: от 11,5 до 12,5 мм.
2. Рассчитайте, в каких пределах лежит истинное значение объёма коробка.
от (49,5 * 34,5 * 11,5) до (50,5 * 35,5 * 12,5) $мм^{3}$.
Объём коробка лежит в пределах от 19639,1 $мм^{3}$ до 22409,4 $мм^{3}$.

Задание 7

Строение вещества

 Задание 7.1. На рисунке показан опыт, иллюстрирующий, что тела при нагревании расширяются. Обведите ручкой на рисунке предмет, который нагрелся в этом опыте, − шар или кольцо. Ответ обоснуйте.

Нагрели шарик, который в не нагретом состоянии проходил сквозь кольцо. После нагрева шар расширился и не проходит сквозь кольцо. Этот опыт подтверждает, что вещества состоят из очень маленьких частиц.

Задание 7.2. Выберите правильное утверждение.
Согласно современным представлениям, при остывании колбы с водой уровень воды в трубке опускается потому, что ....

☐ уменьшается число частиц воды
☐ уменьшается размер частиц воды
☐ меняется форма частиц воды
x уменьшается расстояние между частицами воды

Задание 7.3. Вещества состоят из мельчайших частиц. Какие явления и эксперименты это подтверждают? __

Опыт с марганцовкой. Растворим крупинку марганцовки в воде. Через некоторое время вода в сосуде станет малиновой. Отольем немного окрашенной воды в другой сосуд и дольем в него чистую воду. Раствор во втором сосуде будет окрашен слабее, чем в первом. Поскольку в воде растворили очень маленькую крупинку марганцовки и только часть ее попала во второй сосуд, то можно предположить, что крупинка состояла из большого числа мельчайших частиц.

Задание 7.4. В таблице приведены точные данные об изменении объёма воды V от времени $\tau$ при нагревании.

$\tau$, мин 0          3        6       9        12        15         18        24        30
t°, С             0          2       4        6         8         10         12       16         20
V, мл          1000,0 999,9 999,8 999,9 1000,0 1000,1 1000,3 1000,9 1001,6
Ответьте на вопросы.
а) Можно ли утверждать, что в течение всего времени наблюдения вода в колбе нагревалась равномерно? Ответ поясните. 

Вода нагревалась равномерно, каждые 3 мин. температура увеличивалась на 2 ° С.

б) Как изменялся объём воды при нагревании?

При температуре
от 0 до 4° С объём воды уменьшался;
от 4 до 20° С объём воды увеличивался.

Задание 8

Задание 8.1. Выберите правильное утверждение.
Если нагреть гвоздь, то он удлиняется и становится толще. Это происходит потому, что при нагревании ... .

☐ объём гвоздя уменьшается.
☐ атомы железа увеличиваются в размере.
☐ между атомами железа проникают молекулы воздуха
x среднее расстояние между атомами железа увеличивается.

Задание 8.2. Слова молекула, электрон, капля, атом запишите в таком порядке, чтобы каждый последующий элемент входил в состав предыдущего.

Капля Молекула Атом Электрон

Задание 8.3. На рисунке представлены модели молекул воды, кислорода и углекислого газа. В состав всех молекул входит атом кислорода (чёрный). Заполните пропуски в тексте.

Молекула воды состоит из 1 атома кислорода и 2 атомов водорода.
Молекула кислорода состоит из 2 атомов кислорода.
Молекула углекислого газа состоит из 2 атомов кислорода и 1 атома углерода.

Задание 8.4. Измерьте длину своей руки от локтя до мизинца и сравните полученное значение с размером молекулы воды . __

Размер молекулы воды $3 * 10^{-10}$ м, длина руки от локтя до мизинца − 34 см = 0,34 м = $3,4 * 10^{-1}$ м. Длина руки больше молекулы воды в $1,13 * 10^{9}$ раз.

9

Задание 9.1. Заполните пропуски в тексте.

В 1827 г. английский ботаник Роберт Броун, рассматривая в микроскоп споры растений, находящиеся в жидкости, обнаружил их непрерывное беспорядочное движение. Подобный опыт можно проделать, используя краску , предварительно растёртую до мельчайших крупинок и затем помещённую в воду. Под микроскопом можно увидеть, что в этой смеси самые мелкие частицы краски беспорядочно движутся с одного места в другое, а более крупные частицы беспорядочно колеблются. Такое беспорядочное движение маленьких твёрдых частиц, находящихся в жидкости или газе, называют броуновским движением.

Задание 9.2. На рисунке схематически представлены молекулы жидкости, окружающие крупинку краски, помещённую в эту жидкость. Стрелками указаны направления движения молекул жидкости в определённый момент времени.
а) Закрасьте синим цветом те молекулы жидкости, которые в ближайший момент столкнутся с крупинкой краски.
б) Карандашом укажите направление, в каком закрашенные вами молекулы жидкости заставят двигаться крупинку краски.
в) Закрасьте зелёным цветом те элементы среды, движение которых можно наблюдать под микроскопом.

Задание 9.3. Отметьте те явления, которые являются примером броуновского движения.

x Беспорядочное движение пыльцы цветов в воде, наблюдаемое под микроскопом.
☐ Беспорядочное движение детей на коньках, катающихся на катке в воскресный день.
x Беспорядочное движение пылинок в воздухе комнаты, наблюдаемое при солнечном освещении.
☐ Беспорядочное движение маленьких рыбок, плавающих на отмели в озере.

Задание 9.4. На рисунке показана ломаная линия, вдоль которой перемещалась пылинка в воздухе в течение нескольких секунд.
а) Объясните, почему пылинка много раз поменяла направление своего движения за время наблюдения за ней. 

Пылинка много раз поменяла направление своего движения за время наблюдения за ней из−за столкновения с молекулами воздуха и другими пылинками.

б) На рисунке обозначьте точки, в которых на пылинку действовали окружающие её молекулы.

 

10

Задание 10.1. В стеклянный цилиндр сверху налита чистая вода, а на дно через узкую трубу залит раствор медного купороса. Цилиндр находится в покое при постоянной температуре. Покажите на рисунке, как будет выглядеть содержимое цилиндра чрез различные промежутки времени.

Задание 10.2. Два одинаковых резиновых шарика соединены прозрачным шлангом (см. рис.), причём левый шарик в обоих случаях заполнен водородом (закрасьте водород синим цветом), правый — на рисунке a) пуст, а на рисунке б) заполнен воздухом (закрасьте воздух зелёным цветом). Шланг между шариками зажат зажимом.

Нарисуйте форму обоих шариков (пунктиром показана их начальная форма), а также места расположения молекул водорода (синим цветом) и воздуха (зелёным цветом) после того, как зажим уберут.
В каком случае процесс проникновения молекул водорода в правый шарик можно назвать диффузией.   

В случае б) 

Задание 10.3. Зачеркните по одному из выделенных слов, чтобы получилось верное объяснение описанного эксперимента.

На пластину из золота кладут пластину из свинца, а сверху — груз. Через 5 лет эти пластины трудно, легко отделить друг от друга, так как атомы золота проникают в свинцовую пластину, а атомы свинца — в золотую. При этом вдали, вблизи границы соприкосновения металлов образуется слой толщиной около 1 мм, 1 см, содержащий атомы и, только золота, и, только свинца. В описанном эксперименте наблюдается явление взаимного проникновения молекул контактирующих веществ, которое называется диффузией. Процесс диффузии происходит быстрее с повышением, понижением температуры.

Задание 10.4. Домашний эксперимент.
Положите на дно стакана с холодной водой кусочек сахара, но нe перемешивайте. Запишите, через какое время вам удалось обнаружить присутствие молекул сахара на поверхности воды в стакане и какой "прибор" при этом вы использовали. 

Через 20 минут вода стала сладкая на вкус. «Прибор» − язык.

11

Задание 11.1. Заполните пропусти в тексте, используя слова: сильнее, слабее, притяжение, отталкивание.

Нам приходится прикладывать усилие, чтобы сломать палку или разорвать ткань, потому что между молекулами существует взаимное притяжение. Некоторые явления в природе, например смачивание, можно объяснить именно притяжением молекул друг к другу. Если жидкость смачивает твёрдое тело, то это значит, что молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам тела. Между молекулами также существует и взаимное отталкивание. Поэтому, например, сжатая пружина распрямляется.
При растяжении тела заметнее проявляется притяжение между молекулами, а при сжатии отталкивание.

Задание 11.2. Соедините линиями явления и соответствующие им объяснения.

Ластик принимает исходную форму... - Между молекулами существует отталкивание
Страницы тетради трудно разъединить... - Между молекулами существует притяжение
Две половинки разломленной свечи трудно соединить... - Взаимодействие между молекулами проявляется только на малых расстояниях

Задание 11.3. Зачеркните по одному из выделенных слов, чтобы получилось верное объяснение описанного эксперимента.

Два свинцовых цилиндра с гладко отшлифованными торцами прижимают друг к другу. Через 5 с эти цилиндры трудно, легко оторвать друг от друга. Цилиндры "срастаются" благодаря диффузии, притяжению между атомами двух цилиндров, которое проявляется сразу при их контакте.
Если свинцовые цилиндры в течение 5 лет продержать в скрепленном состоянии, то разъединить их будет труднее, легче, так как за это время цилиндры "срастутся" благодаря диффузии, притяжению.

Задание 11.4. Допишите предложение, чтобы получилось правильное объяснение явления.
Стальная проволока прочнее медной тех же размеров, потому что ....

 частицы стали притягиваются друг к другу сильнее, чем частицы меди.

Задание 11.5. Заполните пропуски в тексте.

В быту мы часто сталкиваемся с явлениями смачивания и несмачивания. Если на чистое стекло попадает капля воды, она растекается тонким слоем, потому что молекулы стекла притягивают молекулы воды сильнее, чем молекулы воды притягиваются друг к другу.
Если капля воды попадает на поверхность, покрытую жиром или парафином, она принимает форму сплюснутого шара, потому что молекулы воды притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам жира или парафина.

12

Задание 12.1. Какое состояние вещества характеризуется перечисленными признаками?

Сжимаемо, легко меняет форму и объём − газ;
Несжимаемо, сохраняет форму и объём − твёрдое тело;
Несжимаемо, не сохраняет форму, но сохраняет объём − жидкость.

Задание 12.2. С помощью насоса газ полностью перекачали из баллона А объёмом 0,3 $м^{3}$ в баллон В объёмом 4 $м^{3}$. Каковы начальный и конечный объёмы газа?

Начальный объём газа - 0,3 $м^{3}$ , конечный объём газа - 4 $м^{3}$.

Задание 12.3. В цилиндрах под плотно прилегающими к стенкам поршнями находятся тела одинакового объёма: твёрдое (рис. а), жидкое (рис. б) и газообразное (рис. в). Отметьте на рисунке положение поршней после того, как на них сверху поместят одинаковые грузы.

13

Задание 13.1. Соедините линиями описание реального явления и соответствующий ему переход вещества из одного состояния в другое.

                   Горящая свеча оплывает - Твердое тело ⇒ жидкость
                     Белье сохнет на морозе - Твердое тело ⇒ пар
Уровень воды в стакане понижается - Жидкость ⇒ пар
              Над морем образуются тучи - Пар ⇒ жидкость

Задание 13.2. На рисунке показана картина расположения молекул воды в твёрдом кристалле льда. Нарисуйте расположение молекул воды в жидком и газообразном состояниях.


Расположение молекул воды в жидком состоянии

Расположение молекул воды в газообразном состоянии

Задание 13.3. На рисунке изображены измерительные цилиндры с жидкостями: в трёх из них находится вода, а в одном — спирт. При сливании одинаковых жидкостей из двух цилиндров (рис. а) их суммарный объём не меняется и равен 100 мл. При сливании разных жидкостей (рис. б) их суммарный объём немного уменьшается и оказывается меньше 100 мл. Объясните явление.

При смешивании жидкостей с разными плотностями происходит диффузия этих жидкостей, поэтому суммарный объём меньше.

14

Характеристики движения. Скорость

Задание 14.1. Заполните пропуски в тексте.

Нас окружают различные тела: одни из них относительно нас движутся, а другие – покоятся. Любое тело одновременно может находиться и в состоянии покоя (относительно одних тел), и в движении (относительно других тел). Например, водитель автомобиля относительно дороги движется, но относительно автомобиля покоится. Изменение положения тела или его частей относительно другого тела называют механическим движением. Длину траектории, по которой движется тело в течение некоторого промежутка времени, называют путем и обозначают буквой S.

Задание 14.2. Прочитайте текст и выполните задание.
Мальчик сел на велосипед и поехал по дороге. Его сестра, сидя на скамейке, наблюдает, как рядом с велосипедом бежит собачка, не отставая и не опережая его, а около скамейки, топчась на месте, ожидает возвращения велосипедиста его друг Петя.
Соедините линиями одного цвета объекты, которые относительно друг друга находятся в покое.

Задание 14.3. Рассмотрите рисунок и заполните пропуски в тексте, используя слова, приведённые в скобках.

Стриж на лету поймал мошку (в точке А) и стремился как можно скорее попасть в гнездо (точку В) к своим птенцам. Стриж полетит по прямой траектории, потому что эта траектория самая короткая. В этом случае путь птицы равен s = 9 м. Расстояние между столбами забора составляет 3 м.

Задание 14.4. Длина обода колеса велосипеда составляет l = 2 м. Велосипедист проехал путь, равный S = 2 км 800 м. Сколько оборотов вокруг своей оси при этом совершило колесо?

2 км 800 м = 2800 м
N = $\frac{2800}{2} = 1400$ оборотов

 Задание 14.5. Мальчик съехал с горы на санках из точки А и остановился в точке С. Траектория его движения ABC, причём AB = BC. Определите путь мальчика по данным, указанным на рисунке.

Длина 1 клетки =$\frac{27}{9} = 3$ м;
BС = 5 клеток * 3 м = 15 м;
AB = BC = 15 м.
S = AB + BC = 15 + 15 = 30 м.

15

Задание 15.1. Заполните пропуски в тексте, используя слова, приведённые в скобках.

Равномерным движением называется такое движение, при котором за любые (определённые, любые) равные (равные, неравные) промежутки времени тело проходит равные (равные, неравные) пути.

Задание 15.2. Велосипедист выехал из города и стал двигаться равномерно по прямой дороге. Впишите в пустые окошки значения расстояния от города, на котором находился велосипедист, в указанные на часах моменты времени.

Задание 15.3. Мальчик нёс ведро с водой, в котором оказалась дырка. Неожиданно начался дождь. Но мальчик продолжил двигаться прямолинейно и равномерно. На рисунке показано расположение следов от капель на дорожке, по которой шёл мальчик. Отметьте крестиком следы, которые остались на дорожке от капель, упавших из ведра.

Задание 15.4. На рисунке точками отмечены положения мотоциклиста в разные моменты времени, а числами обозначены пройденные им пути за указанный на секундомере промежуток времени. Нарисуйте секундную стрелку на секундомере так, чтобы в целом рисунок иллюстрировал равномерное движение мотоциклиста.

Задание 15.5. По прямому стеблю ползёт жучок. На рисунке показано, в какие моменты времени жучок находился в обозначенных точках траектории. Согласно рисунку заполните таблицу и охарактеризуйте движение жучка.

Номер участка траектории жучка I     II   III  IV
Длина участка траектории s, см   2    2    2   1
Время прохождения участка t, с   10 10 20 10
Вывод: движение жучка является неравномерным, так как за равные промежутки времени он проходит различные отрезки пути.

16

Задание 16.1. Заполните пропуски числами, чтобы получились правильные фразы.

А) Если тело равномерно переместилось вдоль прямой на расстояние S = 16 м за t = 2 с, то скорость тела была равна $v = \frac{S}{t} = \frac{16}{2} = 8$ м/с.
Б) При равномерном движении со скоростью 4 м/с тело за 1 с проходит путь, равный 4 м; за 2 с − путь, равный 8 м, за 0,5 с − путь равный 2 м.

Задание 16.2. Запишите значения физических величин в указанных единицах, заполнив пропуски недостающими числами.

1 см = 0,01 м → 4 $\frac{см}{с} = 4 * \frac{0,01 м}{с} = 0,04 \frac{м}{с}$
1 мин = 60 с → 1200 $\frac{м}{мин} = 1200 * \frac{м}{60 с} = \frac {1200 м}{60 с} = 20 \frac{м}{с}$
1 км = 1000 м → 60 $\frac{км}{мин} = 60 * \frac{1000м}{мин} = \frac{60000}{60} \frac{м}{с} = 1 000\frac{м}{с}$
1 ч = 60 мин = 3600 с → 18 $\frac{км}{ч} = 18 * \frac{1000м}{ч} = \frac{18 000}{3600} \frac{м}{с} = 5\frac{м}{с}$

Задание 16.3. Заполните пропуски в тексте.

Путь − это скалярная физическая величина, так как характеризуется только числовым значением . Путь обозначается буквой S.
Скорость − это векторная физическая величина, так как характеризуется не только числовым значением, но и направлением. Скорость обозначается символом $\overset{→}{v}$. Буквой $v$ обозначают модуль скорости, который характеризует числовое значение векторной величины.

Задание 16.4. Улитка равномерно проползла по листку бумаги отрезок ОА за 20 с. Длина стороны клетки равна 4 мм. Определите скорость улитки и выразите ее значение в указанных единицах. Покажите на рисунке направление скорости улитки.


S = 5 клеток * 4 мм = 20 мм.

$v = \frac{S}{t} = \frac{20 мм}{20с} = 1 \frac{мм}{с} = 0,1 \frac{см}{с} = 0,001 \frac{м}{с}$

Задание 16.5. Мальчик ехал на велосипеде первые 30 с со скоростью 4 м/с, потом 20 с − со скоростью 5 м/с. Определите среднюю скорость мальчика.

Дано:
$t_{1}$ = 30 c; 
$v_{1}$ = 4 м/с; 
$t_{2}$ = 20 с;
$v_{2}$ = 5 м/с;
$v_{ср}$ − ?
Решение:
$v_{ср} = \frac{S}{t}$
$S = S_{1} + S_{2}$
$t = t_{1} + t_{2}$
$S_{1} = v_{1} * t_{1} = 4 * 30 = 120$ м;
$S_{2} = v_{2} * t_{2} = 5 * 20 = 100$ м;
S = 120 + 100 = 220 м;
t = 30 + 20 = 50 c;
$v_{ср} = \frac{220}{50} = 4,4 $ м/с.
Ответ. 4,4 м/с.

Задание 16.6. Первый пролёт лестницы длиной 10 м мальчик пробежал за 2 с, второй пролёт такой же длины со скоростью 2 м/с. Найдите среднюю скорость мальчика.

Дано:
$t_{1}$ = 2 c;
$S_{1} = S_{2} $ = 10 м;
$v_{2}$ = 2 м/с.
$v_{ср}$ − ?
Решение:
$v_{ср} = \frac{S}{t}$
$S = S_{1} + S_{2}$
$t = t_{1} + t_{2}$
S = 10 + 10 = 20 м;
$t_{2} = \frac{S_{2}}{v_{2}} = \frac{10}{2} = 5 $ c;
t = 2 + 5 = 7 c;
$v_{ср} = \frac{20}{7} = 2\frac{6}{7} $ м/с.
Ответ. $2\frac{6}{7} $ м/с.

Задание 16.7. Пользуясь графиком зависимости пройденного телом пути s от времени t, заполните таблицу.

Точка на графике          0 A  B    C    D     E
Пройденный путь s, м   0 40 80 120 160 200
Время t, с                       0  2  4    6      8    10

Задание 16.8. В таблице приведены значения пути s, пройденного телом за различные промежутки времени t. Используя эти данные, постройте график зависимости пути s от времени t. Для этого на координатной плоскости постройте шесть точек и соедините их прямой линией.

Точка на графике        0   A    D    C     K     H
Пройденный путь s, м 0 180 360 540 720 900
Время t, с                     0   1    2     3     4     5

Задание 16.9. Из леса выбежал заяц, пересек поляну за 8 с и опять скрылся в лесу.
а) Используя график зависимости пути s от времени t в период пребывания зайца на поляне, ответьте на вопросы.
Какой путь по поляне заяц пробежал:

за первые 4 с наблюдения – 60 м;
за последние 6 с наблюдения – 90 м;
за все время пребывания на поляне – 120 м

б) Заполните таблицу.

Промежуток времени    0−2 с 2−4 с 4−6 с 6−8 с
Время прохождения
участка пути Δt, с           2         2       2        2
Длина пройденного
участка пути Δs, м       30        30    30       30
Скорость зайца на
пройденном участке
пути v, м/с                     15        15     15       15

в) Анализируя вид графика и значения скорости зайца на разных участках пути, сделайте правильный вывод, зачеркнув в тексте по одному из выделенных слов.

Если график зависимости пути s от времени t является прямой, то он описывает равномерное, неравномерное движение, при котором модуль скорости тела есть величина постоянная, переменная.

Задание 16.10. Вокруг ромашки кружила бабочка. На графике представлена зависимость расстояния l от бабочки до цветка от времени t. Опишите характер движения бабочки на каждом участке графика и запишите в пустых окошках соответствующую цифру.
1. Бабочка сидит на ромашке.
2. Бабочка летит к ромашке.
3. Бабочка сидит на другом цветке.
4. Бабочка летит вокруг ромашки на одном и том же расстоянии от неё.
5. Бабочка улетает от ромашки.

17

Задание 17.1. Какой путь преодолеет страус за четверть минуты, если будет перемещаться прямолинейно со скоростью 72 км/ч?

Дано:
v = 72 км/ч;
t = 15 c;
S − ?
СИ:
v = 72 * $\frac{1000 м}{3600с} = 20$ м/с;
Решение:
S = vt;
S = 20 * 15 = 300 м.
Ответ. 300 м.

Задание 17.2. На рисунке приведены графики зависимости пути от времени для двух птиц.

а) Определите:

скорость скворца $v_{c}$ = 20 м/с ($\frac{80м}{4с}$);
скорость воробья $v_{c}$ = 10 м/с ($\frac{40м}{4с}$);

б) Сделайте вывод, зачеркнув в тексте лишние из выделенных курсивом слов.

При равномерном движении чем более круто, -полого- идёт график зависимости пути s от времени t, тем бопьше, меньше скорость тела.

Задание 17.3. Проанализируйте график и заполните пропуски в тексте.

В момент начала наблюдения скорость тела составляла $v_{1}$ = 6 км/ч , и далее она не менялась в течение $t_{1}$ = 2 ч. Затем скорость увеличилась до $v_{2}$ = 9 км/ч и оставалась неизменной в течение $t_{2}$ = 3 ч. С меньшей скоростью тело прошло путь $s_{1} = v_{1} * t_{1}$ = 6 * 2 = 12 км, с большей скоростью − путь $s_{2} = v_{2} * t_{2}$ = 9 * 3 = 27 км. Всего за t = 5 ч тело прошло путь s = 39 км. Средняя скорость тела на всём пути составила $v_{ср} = \frac{s}{t} = \frac{39}{5}$ = 7,8 км/ч.

Задание 17.4. Страус в течение первых 8 с двигался со скоростью 20 м/с.
а) Постройте график зависимости скорости страуса v от времени t.

б) Рассчитайте устно, какой путь s преодолел страус за указанные промежутки времени t, и впишите свои результаты в таблицу.

t, с  0  2   4     6    8
s, м 0 40 80 120 160

в) По данным таблицы постройте график зависимости пути s, пройденного страусом, от времени t?

г) Используя построенный график, определите, за какое время страус преодолел путь s = 140 м.

t = 7 с.

Задание 17.5. На рисунке приведены графики зависимости пути s от времени t для автомобиля А и мотоцикла М, которые выехали из города в одном направлении по прямой дороге. Анализируя графики, ответьте на вопросы.

а) Одновременно ли стартовали машины? нет
б) Через какое время после мотоцикла выехал из города автомобиль? через 1 час
в) На каком расстоянии от города произошла встреча автомобиля и мотоцикла (автомобиль догнал мотоцикл)? 90 км от города
г) Через какое время после начала движения мотоцикла его догнал автомобиль? через 2 часа
д) Через какое время после начала движения автомобиль догнал мотоцикл? через 1 час
е) Определите скорость мотоцикла. 45 км/ч
ж) Определите среднюю скорость автомобиля за 3 ч наблюдения. 60 км/ч

18

Масса и плотность

Задание 18.1. Вставьте в текст пропущенные слова.

Говорят, что скорость тела изменилась, если изменился модуль скорости или направление. Скорость тела может измениться только в том случае, если на него будет действовать другое тело. Движение тела с постоянной скоростью при отсутствии действия на него других тел называют движением по инерции. Явление сохранения постоянной скорости при отсутствии действия на него других тел называют инерцией.

Задание 18.2. Домашний эксперимент.
Положите на стол лист бумаги, а сверху поставьте пластиковую бутылку с водой, закрытую крышкой. Быстро выдерните лист из−под бутылки. Опишите свои наблюдения. Объясните наблюдаемое явление.

Бутылка осталась на месте. Тело не может резко изменить свою скорость. По инерции  оно сохраняет свою скорость, равную 0.

Задание 18.3. Ответьте на вопросы для каждого случая, показанного на рисунке.
а) Изменился ли модуль скорости тела?
б) Изменилось ли направление скорости тела?
в) Действие какого из тел послужило причиной изменения скорости другого тела?

а) изменился
б) не изменилось
в) удар ноги влияет на скорость мяча

а) изменился
б) не изменилось
в) препятствие на пути пули изменило скорость её движения

а) не изменился
б) изменилось
в) стена влияет на скорость мяча

Задание 18.4. При повороте автобуса туловища сидящих в автобусе пассажиров отклоняются от вертикального положения. Объясните явление.

Тела пассажиров по инерции продолжают движение по прямой линии, когда автобус уже повернул.

Задание 18.5. Выберите правильное утверждение.
В вагоне поезда, движущегося с постоянной скоростью, друг против друга сидят мальчики. Один мальчик другому бросает конфету, прицеливаясь ему прямо в руки. Конфета попадет … .

х прямо в руки второму мальчику
☐ мимо рук, ближе к "голове" поезда
☐ мимо рук, ближе к "хвосту" поезда

19

Задание 19.1. Заполните пропуски в тексте, используя слова: лодка; меняется; двигаться; скорость; взаимодействуют; друг на друга; действие.

Изменение скорости тела происходит в результате действия на него другого тела. Например, человек стоит в неподвижной лодке, а затем прыгает из неё на берег. Во время толчка скорость человека меняется, что возможно лишь в результате действия на него другого тела. И этим телом здесь является лодка. Значит, человек и лодка взаимодействуют, т.е. действуют друг на друга, в результате чего скорость лодки тоже меняется, и она тоже начинает двигаться.

Задание 19.2. Выберите правильное утверждение.
Известно, что магнит притягивает к себе железные предметы. Если в ванночке на поверхности воды недалеко друг от друга расположить магнит и железный болт примерно таких же размеров на пенопластовых пластинах и оставить их в покое, то через некоторое время … .

☐ болт начнёт перемещаться к магниту, находящемуся в покое относительно ванночки
☐ болт, так же как и магнит, будет находиться в покое относительно ванночки
☐ магнит начнёт перемещаться к болту, находящемуся в покое относительно ванночки
х и магнит, и болт начнут перемещаться относительно ванночки навстречу друг другу

Задание 19.3. Заполните пропуски в тексте, используя слова: воздух; земля; вода.

Относительно берега озера яхта перемещается благодаря взаимодействию с водой, вертолёт − благодаря взаимодействию c воздухом, а трактор − благодаря взаимодействию c землёй.

Задание 19.4. Выберите правильное утверждение.
Два друга – Иван и Пётр стоят на роликовых коньках. Иван держится за один конец веревки, а Пётр тянет за другой её конец, стараясь подтянуть к себе Ивана. При этом … .

☐ Иван остаётся на месте, а Пётр движется к нему
☐ Пётр остаётся на месте, а Иван движется к нему
х оба мальчика движутся относительно земли навстречу друг другу
☐ мальчики удаляются друг от друга

20

Задание 20.1. Заполните пропуски в тексте.

Масса тела – это физическая величина, характеризующая его инертность. Чем больше масса тела, тем оно более инертно. Чем меньше масса тела, тем оно менее инертно. Измерить массу тела – значит сравнить его массу с массой эталона, изготовленного из сплава платины и иридия, равной 1 кг.

Задание 20.2. С помощью линий установите соответствие между понятиями, расположенными справа и слева.

    Инерция - Явление
Инертность - Свойство тел

Задание 20.3. Выберите правильное утверждение.
Папа и сын, стоя на коньках, оттолкнулись друг от друга. После толчка скорость сына оказалась … .

☐ меньше скорости папы
☐ равной скорости папы
х больше скорости папы

Задание 20.4. Выберите правильный ответ.
Мальчик, находясь в неподвижной лодке, бросил камень массой 5 кг в сторону кормы лодки со скоростью 2 м/с. Какова была скорость лодки относительно воды сразу после броска, если масса лодки с мальчиком равна 100 кг?

x 0,1 м/с

$m_{1}v_{1} = m_{2}v_{2}$
$v_{2} = \frac{m_{1}v_{1}}{m_{2}} = \frac{5 * 2}{100} = 0,1$ м/с

Задание 20.5. Запишите значения массы тел в указанных единицах по приведенному образцу.

1 кг = 1000 г
1 г = $\frac{1}{1000}$ кг = 0,001кг

0,4 кг = 0,4 * 1000 г = 400 г
0,05 кг = 0,05 * 1000 г = 50 г
0,009 кг = 0,009 * 1000 г = 9 г

3 г = $\frac{3}{1000}$ кг = 0,003 кг
20 г = $\frac{20}{1000}$ кг = 0,02 кг
500 г = $\frac{500}{1000}$ кг = 0,5 кг

Задание 20.6. Запишите значения массы тел в указанных единицах по приведенному образцу.
а) 1 г = 1000 мг ⇒ 0,001 г = 0,001 * (1000 мг) = 1 мг

1 г = 1000 мг ⇒ 0,008 г = 0,008 * ( 1000 мг) = 8 мг
1 г = 1000 мг ⇒ 0,03 г = 0,03 * ( 1000 мг) = 30 мг

б) 1 мг = 0,001 г ⇒ 2 мг = 2 * (0,001 г) = 0,002 г

1 мг = 0,001 г ⇒ 20 мг = 20 * ( 0,001 г) = 0,02 г
1 мг = 0,001 г ⇒ 500 мг = 500* ( 0,001 г) = 0,5 г

21

Задание 21.1. Для уравновешивания тела на рычажных весах были использованы наборы гирь, масса которых указана в таблице. Чему равна масса каждого тела?

Тело          Набор гирь                 Масса тела, г
1        100 г, 20 г, 1 г                             121
2        500 мг, 200 мг, 20 мг, 10 мг       0,73
3        200 г, 10 г, 10 мг                        210,01
4        50 г, 20 г, 200 мг, 200 мг, 10 мг  70,41

Задание 21.2. Две одинаковые тележки, между которыми зажата пружина, соединены нитью. На левую тележку насыпают песок, на правую – ставят гирю. После пережигания нити пружина распрямляется, расталкивая тележки в противоположные стороны, в результате чего они приобретают одинаковые скорости. Чему равна масса песка на левой тележке? Ответ поясните.

1 кг, так как по закону сохранения импульса $m_{1}v_{1} = m_{2}v_{2}$

Задание 21.3. На две тележки, массой по 2 кг каждая, поместили песок и гирю (см. рис.). После пережигания нитки тележки разъезжаются в противоположные стороны. При этом скорость левой тележки в 2 раза меньше, чем скорость правой. Чему равна масса песка на левой тележке? Ответ поясните.

$m_{2}$ = 4 кг
$m_{1}v_{1} = m_{2}v_{2}$
$\frac{m_{1}}{m_{2}} = \frac{v_{2}}{v_{1}} = 2$
$m_{1} = 2 * m_{2}$
$m_{1}$ = 2 * 4 = 8 кг

Задание 21.4. Домашний эксперимент.
Определите массу своего тела с помощью напольных весов.

1. Зарисуйте шкалу прибора.
2. Определите цену деления шкалы прибора. 1 кг.
3. Запишите результат измерения с учётом погрешности измерения.
m = ( 42 ± Δ 0,5) кг

22

Задание 22.1. Заполните пропуски в тексте.

Плотность вещества показывает, какова масса единицы объёма вещества, и высчитывается по формуле ρ = $\frac{m}{V}.$
Плотность меди $ρ_{m} = 8900 кг/м^{3}$. Это значит, что масса меди объёмом 1 $м^{3}$ равна 8900 кг . Плотность алюминия составляет $ρ_{a} = 2,7 г/см^{3}$. Следовательно, объём алюминия массой 2,7 г равен 1 $см^{3}$.

Задание 22.2. Заполните таблицу по приведенному образцу.

Вещество   Плотность
Сталь         7800 $\frac{кг}{м^{3}} = 7800 * \frac{1000 г}{1000000см^{3}}=\frac{7800г}{1000см^{3}}=7,8\frac{г}{см^{3}}$
Алюминий  2700 $\frac{кг}{м^{3}} = 2700 * \frac{1000 г}{1000000см^{3}}=\frac{2700г}{1000см^{3}}=2,7\frac{г}{см^{3}}$
Парафин    900 $\frac{кг}{м^{3}} = 900 * \frac{1000 г}{1000000см^{3}}=\frac{900г}{1000см^{3}}=0,9\frac{г}{см^{3}}$

Задание 22.3. Пользуясь таблицей плотностей веществ, вставьте в текст пропущенные слова.

Среди приведённых в таблице металлов наибольшую плотность имеет осмий. Если из каждого металла, приведённого в таблице, изготовить куб со стороной 1 $м^{3}$, то самым лёгким окажется куб из алюминия, его масса будет равна 2700 кг.
Плотность воды 1000 кг/$м^{3}$, а плотность льда 900 кг/$м^{3}$. Так как и то и другое вещество состоит из одинаковых молекул (молекул воды), то, сопоставляя эти значения, можно утверждать, что расстояния между молекулами льда меньше, чем между молекулами воды.

Задание 22.4. Заполните пропуски в тексте.

Два кубика А и В из разных веществ уравновешены на весах. Из вещества с большей плотностью изготовлено тело А , так как при одинаковой массе чем больше плотность вещества, тем меньше его объём.

Задание 22.5. Вставьте в текст пропущенное слово.

На чаши весов кладут стеклянный и мраморный кубики одинакового размера. Перетянет чаша с кубиком из мрамора.

Задание 22.6. Бутылка без масла имеет массу 50 г, а с маслом – 450 г. Какова по этим данным плотность масла, если объем бутылки 0,5 л?

Объём масла в бутылке V = 0,5 л = 0,5 * 0,001 = 0,0005 м3
Масса масла в бутылке m = (450 − 50) * 0,001 = 0,4 кг
Плотность масла ρ = $\frac{m}{V} = \frac{0,4}{0,0005} = 800$ кг/м3

23

Задание 23.1. Чему равна масса тела объемом 3 $м^{3}$ и плотностью 4000 кг/$м^{3}$?

Дано:
V = 3 $м^{3}$;
ρ = 4000 кг/$м^{3}$;
m − ?
Решение:
m = ρV;
m = 4000 * 3 = 12000 кг.
Ответ. 12 000 кг.

Задание 23.2. Впишите в предложение недостающее слово: больше или меньше. Запишите формулу, на основе которой вы сделали выбор.
При таянии льда масса воды не меняется, но при этом плотность льда меньше плотности воды. Объем образовавшейся воды ____________ начального объема льда, так как __ .

При таянии льда масса воды не меняется, но при этом плотность льда меньше плотности воды. Объем образовавшейся воды меньше начального объема льда, так как
m = ρV;
$ρ_{в}V_{в} = ρ_{л}V_{л}$
$ρ_{в} > ρ_{л}$ ⇒ $V_{в} < V_{л}$

Задание 23.3. Какова масса керосина, налитого в измерительный цилиндр?

Дано:
V = 43 мл
m − ?
СИ:
V = 43 * 1 = 43 $см^{3}$
Решение:
m = ρV;
ρ = 0,8 г/$см^{3}$;
m = 0,8 * 43 = 34,4 г.
Ответ. 34,4 г.

Задание 23.4. Два одинаковых измерительных цилиндра с различными жидкостями уравновешены на рычажных весах. Определите плотность жидкости, находящейся в цилиндре 2. Ответ округлите до сотен. По таблице плотности определите, какая это жидкость.

Дано:
$m_{1} = m_{2}$
$V_{1}$ = 200 мл;
$ρ_{1}$ = 1 г/$см^{3}$;
$V_{2}$ = 110 мл
$ρ_{2}$ − ?
СИ:
$V_{1}$ = 200 * 1 = 200 $см^{3}$
$V_{2}$ = 110 * 1 = 110 $см^{3}$
Решение:
m = ρV
$ρ_{1}V_{1} = ρ_{2}V_{2}$
$ρ_{2} = \frac{ρ_{1}V_{1}}{V_{2}}$
$ρ_{2} = \frac{1*200}{110} = 1,818 г/см^{3}$
Ответ. 1,818 г/$см^{3}$. Серная кислота.

Задание 23.5. В измерительный цилиндр с водой опустили гирьку массой 100 г. Рассчитайте плотность вещества, из которого изготовлена гирька. Ответ округлите до сотен. По таблице плотности определите, какое это может быть вещество.

Дано:
$V_{1}$ = 25 мл;
$V_{2}$ = 38 мл
$m_{г} = 100$ г
$ρ_{г}$ − ?
СИ:
$V_{1}$ = 25 * 1 = 25 $см^{3}$
$V_{2}$ = 38 * 1 = 38 $см^{3}$
Решение:
$ρ = \frac{m}{V}$
$V_{г} = V_{2}-V_{1}$
$V_{г} = 38-25 = 13 см^{3}$
$ρ_{г} = \frac{100}{13} = 7,69 г/см^{3}$
Ответ. 7,69 г/$см^{3}$. Сталь, железо.

Задание 23.6. Алюминиевый шарик массой m = 100 г опущен в сосуд с водой. Есть ли в шарике полость?

Дано:
$V_{1}$ = 100 мл;
$V_{2}$ = 150 мл
$m_{ш} = 100$ г
$ρ_{ш}$ − ?
СИ:
$V_{1}$ = 100 * 1 = 100 $см^{3}$
$V_{2}$ = 150 * 1 = 150 $см^{3}$
Решение:
$ρ = \frac{m}{V}$
$V_{ш} = V_{2}-V_{1}$
$V_{ш} = 150 - 100 = 50 см^{3}$
$ρ_{ш} = \frac{100}{50} = 2 г/см^{3}$
$ρ_{ал} = 2,7 г/см^{3}$.
Ответ. В алюминиевом шарике есть полость.

Задание 23.7. Выберите правильный ответ.
Два кубика одинакового размера, изготовленные из стали и имеющие внутри себя полости, кладут на разные чаши весов. В результате взвешивания …

х перевесит кубик, обладающий полостью меньшего размера
☐ перевесит кубик , обладающий полостью большего размера
☐ весы обязательно придут в равновесие

24

Силы

Задание 24.1. Заполните пропуски в тексте, используя слова: векторная; сила; скорость; первое; $\overset{→}{F}$ ; приложения; односторонним; направление; модуль.

Действие одного тела на другое не может быть односторонним. Если первое тело действует на второе, то и второе действует на первое. В результате взаимодействия оба тела могут изменить свою форму или скорость. Мерой воздействия одного тела на другое является сила. Сила – векторная величина. На чертеже силу изображают в виде отрезка прямой со стрелкой на конце, при этом:
начало отрезка есть точка приложения силы,
направление стрелки указывает направление силы,
длина отрезка условно обозначает в некотором масштабе модуль силы,
рядом со стрелкой пишется обозначение $\overset{→}{F}$.

Задание 24.2. На рисунке а) показана сила, с которой палец действует на мяч.
а) Покажите на рисунках б) и в) силу воздействия пальца на мяч.
б) Каков будет результат действия силы на мяч в каждом случае? Зачеркните в таблице ненужные слова.

Рисунок Результат действия силы
а Деформация, изменение скорости
б Деформация, изменение скорости
в Деформация, изменение скорости

в) Сделайте вывод.

Результат действия силы зависит от её модуля, направления и точки приложения.

Задание 24.3. Определите модуль силы $\overset{→}{F}$ , действующей на тележку со стороны нити.

F = 6 Н

Задание 24.4. Женщина катит коляску, прикладывая горизонтально направленную силу, по модулю равную 75 Н. Изобразите в масштабе эту силу на рисунке.

Задание 24.5. Выразите значения силы в ньютонах.

1 кН = 1000 Н
0,05 кН = 50 Н
0,003 кН = 3 Н

1 мН = 0,001 Н
25 мН = 0,025 Н
400 мН = 0,4 Н

Задание 24.6. Запишите значения силы в указанных кратных и дольных единицах.

3000 Н = 3 кН
780 Н = 0,78 кН
20 Н = 0,02 кН

0,004 Н = 4 мН
0,67 Н = 670 мН
0,8 Н = 800 мН

25

Задание 25.1. а) Заполните пропуски в тексте.
На рисунке а сила тяжести действующая на тело изображена стрелкой начинающейся в центре __ и направленной __ . Рядом со стрелкой написано: __ .

На рисунке а сила тяжести действующая на тело изображена стрелкой начинающейся в центре тела и направленной вниз . Рядом со стрелкой написано: $\overset{→}{F_{тяж}}$.

б) На рисунке б изобразите силу тяжести, действующую на летящий по воздуху листочек .

Задание 25.2. Используя стрелки−заготовки, изобразите силу тяжести, действующую на снегиря и на снежный ком.

 

Задание 25.3. На рисунке а изображены шары, изготовленные из одного материала, а на рисунке б – шары равной массы. Изобразите силу тяжести, действующую на каждое тело, используя стрелки разной или одинаковой длины.

 

Задание 25.4. Изобразите на рисунке силу тяжести, действующую на учеников, находящихся в разных точках земного шара.

 

Задание 25.5. Как известно, Луна вращается вокруг Земли. Изобразите на рисунке силу тяжести, действующую на Луну со стороны Земли, в разных точках ее траектории.

 

Задание 25.6. По закону всемирного тяготения все тела взаимно притягиваются друг к другу. Поэтому не только Земля притягивает к себе Луну, но и Луна постоянно действует на Землю с некоторой силой. Изобразите силу, действующую на землю со стороны Луны, в разных точках ее траектории.

 

26

Задание 26.1. Вставьте в текст пропущенные слова.

При деформации тела под действием некоторой силы в теле возникает сила упругости, препятствующая этой деформации. Например, если к стене с помощью гвоздя прикрепить резинку и потянуть её рукой, то на руку со стороны резинки будет действовать сила упругости, направленная к стене. Точкой приложения силы упругости является точка соприкосновения взаимодействующих тел.

Задание 26.2. а) Заполните пропуски в тексте.

На рисунке стрелкой изображена сила упругости, которая действует на книгу со стороны стола. Точкой приложения этой силы является точка контакта книги и стола . Направление стрелки совпадает с направлением действия силы упругости со стороны стола на книгу, рядом со стрелкой написано обозначение: $\overset{→}{F_{упр}}$ . Кроме силы упругости на книгу действует и сила тяжести, направленная вниз .Книга под действием двух сил покоится, значит, эти две силы равны по модулю и на рисунке обозначаются стрелками одинаковой длины.

б) Изобразите на рисунке силу тяжести, действующую на книгу.

 

Задание 26.3. Изобразите на рисунке силу упругости, действующую со стороны стержня на шарик, в трех случаях: при растяжении стержня (рис. а), при сжатии (рис. б) и при изгибе (рис. в).

 

Задание 26.4. Заполните пропуски в тексте.

Соотношение между силой упругости пружины и ее удлинением $F_{упр}=kΔl$ называется законом Гука по имени его первооткрывателя, а коэффициент пропорциональности k называется жёсткостью пружины. Жёсткость пружины зависит от формы и размеров, а также от материалов, из которых она изготовлена.
Закон Гука справедлив только при упругой деформации. Чем больше жёсткость пружины, тем большую силу надо приложить, чтобы растянуть её на 1 см. При малых удлинениях Δl закон Гука справедлив и для резиновых жгутов, и для металлических проволок и стержней. Из закона Гука можно определить жёсткость тела: k = $\frac{F_{упр}}{Δl}$

Задание 26.5. Какова сила упругости, возникающая в резиновом жгуте после растяжения, если его длина в недеформированном состоянии $l_{0}$ = 30 см, а после растяжения l = 34 см? Жёсткость резинового жгута k = 10 Н/м.

Дано:
$l_{0}$ = 30 см;
l = 34 см;
k = 10 Н/м;
$F_{упр}$ − ?
СИ:
$l_{0}$ = 30 см = 0,3 м
l = 34 см = 0,34 м
Решение:
$F_{упр}=kΔl$;
$F_{упр}$ = 10 * (0,34−0,3) = 0,4 Н
Ответ. 0,4 Н

Задание 26.6. На рисунке а изображена пружина длиной $l_{0}$ в недеформированном состоянии, а на рисунках б и в – та же пружина, но соответственно в сжатом (под действием силы $\overset{→}{F_{1}}$) и растянутом (по действием силы $\overset{→}{F_{2}}$) состояниях.
Модуль силы упругости при деформации пружины определяется по закону Гука:
$F_{упр}=kΔl$, где Δl = l $l - l_{0}$ l − абсолютная величина удлинения пружины, т. е. при сжатии Δl = $l_{0} - l$ (см. рис. б), а при растяжении Δl = $l - l_{0}$ (см. рис. в). Учеником проделано несколько опытов по сжатию и растягиванию пружины. Результаты измерений частично занесены в таблицы. Заполните пустые клетки таблицы.

а) Опыты по сжатию пружины (см. рис.б)

 

№ опыта  1     2     3      4     5       6
l, см         5,0  4,5  3,5   3,6   1,8   2,7
Δl, см       0    0,5  1,0    0,1  1,8   0,9

б) Опыты по растягиванию пружины (см. рис.в)

№ опыта  1        2     3       4      5      6
l, см          5,0   5,5   6,5   7,0   9,5   8,5
Δl, см        0     0,5   1,0    0,5   2,5   1,0

27

Задание 27.1. Заполните пропуски в тексте, используя слова: подвес; Земля; центр; контакт; опора; равны и выбрав нужный знак: >,

Весом тела называют силу, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес. На рисунке а сила тяжести $\overset{→}{F_{тяж}}$ изображена стрелкой, начинающейся в центре тела, а вес тела $\overset{→}{P}$ изображён стрелкой, начинающейся в точке контакта тела и опоры. Если мешок и опора неподвижны, то числовые значения (модули) этих сил равны между собой, т.е. P = $ F_{тяж}$.

Задание 27.2. На рисунках а и б изобразите:
1) силу тяжести, действующую на цилиндр 1 (синим цветом);
2) силу упругости опоры или подвеса, действующую на цилиндр 2 (черным цветом);
3) вес цилиндра 3 (зеленым цветом).
Указание: обозначение рядом с каждой стрелкой напишите тем же цветом.

 

Задание 27.3. Изобразите на рисунке разным цветом три силы:
а) силу тяжести, действующую на аквариум (синим);
б) силу упругости стола, действующую на аквариум (черным);
в) вес аквариума (зелёным).

 

Задание 27.4. а) Заполните пропуски в тексте, ответив на вопросы, приведённые в скобках.

На рисунке стрелкой изображена сила, которая действует на колобка (кого?) со стороны опоры (чего?). Эта сила по модулю равна 3 Н, направлена вверх (куда?) и приложена к колобку (кому?) в точке контакта (какой?) тела и опоры. Поскольку тела − колобок (кто?) и опора (что?) взаимодействуют, то колобок (кто?) также воздействует на опору (что?) с силой, направленной вниз (куда?).

б) Изобразите в масштабе силу, с которой колобок действует на доску. Как называется эта сила? 


Вес тела.

28

Задание 28.1. Массы трех тел равны $m_{1}$ = 400 г, $m_{2}$ = 0,44 кг, $m_{3}$ = 4,4 т. Вычислите значения силы тяжести, действующей на каждое тело, считая g = 10 Н/кг.

$F_{тяж1}$ = $m_{1}$ * g= 0,4 * 10 = 4 Н
$F_{тяж2}$ = $m_{2}$ * g= 0,44 * 10 = 4,4 Н
$F_{тяж3}$ = $m_{3}$ * g= 4400 * 10 = 44000 Н

Задание 28.2. Шоколадка массой 100 г лежит на столе. Определите силу тяжести, действующую на шоколадку, и её вес.

Дано:
m =100 г;
$F_{тяж}$ − ?
P − ?
СИ:
m =100 * 0,001 = 0,1 кг
Решение:
$F_{тяж} = mg$
$F_{тяж} = P$
g ≈10 Н/кг;
$F_{тяж}$ = P = 0,1 * 10 = 1 Н.
Ответ. 1 Н; 1 Н.

Задание 28.3. На весах уравновешено яблоко с помощью гири.
а) Определите массу яблока, силу тяжести, действующую на него, и вес яблока.

m = 200 г = 0,2 кг.
$F_{тяж}$ = mg = 0,2 * 10 = 2 Н.
P = $F_{тяж}$ = 2 Н.

б) Нарисуйте в масштабе разными цветами действующие на яблоко силу тяжести (синим) и силу упругости (чёрным), а также вес яблока (зелёным). Как соотносятся между собой длины стрелок, обозначающих эти три силы?


Длины стрелок равны.

Задание 28.4. Куб со стороной 1 м наполовину заполнен водой. Покажите на рисунке уровень воды. Изобразите силу тяжести, действующую на воду, и вычислите модуль этой силы.

Дано:
а = 0,5 м;
b = 1 м;
с = 1 м.
$F_{тяж}$ − ?
Решение:
$F_{тяж}$ = mg;
m = ρV;
$ρ = 1000 кг/м^{3}$;
V = abc = 0,5 * 1 * 1 = 0,5 $м^{3}$;
m = 1000 * 0,5 = 500 г;
g ≈10 Н/кг;
$F_{тяж}$ = 500 * 10 = 5000 Н.
Ответ. 5000 Н.

Задание 28.5. Используя данные таблицы, постройте график зависимости силы тяжести, действующей на различные тела, от их массы.

 

29

Задание 29.1. Заполните таблицу, вписывая названия планет в порядке возрастания расстояния от этих планет до Солнца.

Планеты           
земной группы Планеты − гиганты Астероиды
Меркурий                  Юпитер             Веста
Венера                      Сатурн              Флора
Земля                        Уран                  Церера
Марс                          Нептун              Эрида

Задание 29.2. Среди восьми больших планет Солнечной системы наименьшую массу имеет Меркурий. Используя данные, приведенные в § 29, оцените, во сколько раз масса Меркурия меньше массы самой большой планеты Солнечной системы.

Дано:
$\frac{m_{з}}{m_{мерк}}$ = 19
$\frac{m_{юпит}}{m_{з}}$ = 318
$\frac{m_{юпит}}{m_{мерк}}$ − ?
Решение:
$m_{мерк} = \frac{m_{з}}{19}$;
$m_{юпит} = 318 * m_{з}$;
$\frac{m_{юпит}}{m_{мерк}} = \frac{318 * m_{з}}{ \frac{m_{з}}{19}} = 318 * 19 = 6042$ раз.
Ответ. Масса Меркурия меньше массы самой большой планеты Солнечной системы в 6042 раза.

Задание 29.3. Используя Интернет, заполните таблицу по образцу.

Планета   Спутники планеты
Земля         Луна
Меркурий      -
Венера           -
Марс           Деймос и Фобос
Юпитур       Ио, Европа, Каллисто, Ганимед и др.(всего 79 спутников)
Сатурн        Титан, Япет, Рея (всего 82 спутника)
Уран            Титания, Оберон, Ариэль (всего 27 спутников)
Нептун        Тритон, Ларисса, Нереида (всего 14 спутников)

Задание 29.4. Перечислите характерные черты:

а) планет земной группы:
− обладают высокой плотностью;
− состоят главным образом из кислорода, кремния, железа, магния, алюминия и других тяжёлых элементов;
− имеют небольшие размеры и массы;
− медленно вращаются вокруг своих осей;
−мало спутников.
б) планет−гигантов:
− имеют большие размеры и массы;
− нет твердой поверхности;
− большое количество спутников и колец;
− имеют атмосферу;
− очень быстро вращаются вокруг своих осей;
− на них всегда низкие температуры.
в) комет:
− состоят из головы, хвоста и ядра;
− вращаются вокруг Солнца по вытянутой орбите.

Задание 29.5. Определите вес гири массой 100 г на планете Земля, ее спутнике Луне и на астероиде Веста.
1) Для выполнения задания выпишите из §29 учебника необходимые данные.

P = mg
Для Луны: сила тяжести на поверхности Луны в 6 раз меньше силы тяжести, действующей на поверхности Земли.
Для Весты: сила тяжести в 30 раз меньше силы тяжести, действующей на поверхности Земли.

2) Проведите необходимые вычисления:

На Земле: g ≈ 10 Н/кг, P = 0,1 * 10 = 1 Н
На Луне: $F_{тяж} = P = \frac{1 Н}{6} = 0,17$ Н
На Весте: $F_{тяж} = P = \frac{1 Н}{30} = 0,03$ Н

Задание 29.6. Используя знания, полученные в курсе географии, допишите предложения, в которых указывается, с какими астрономическими явлениями человек связывает следующие понятия:

сутки – это интервал времени, за который Земля совершает один оборот вокруг своей оси;
месяц – это интервал времени, за который Луна совершает оборот вокруг Земли;
год – это интервал времени, за который Земля совершает один оборот вокруг Солнца.

30

Задание 30.1. Заполните пропуски в тексте.

Прибор, изображенный на рисунке, называется динамометр.
С его помощью можно измерить силу.
Цена деления прибора составляет 0,1 Н.
Показание этого прибора следует записать в виде:
F = (2,5 ± 0,05) Н.

Задание 30.2. а) Определите цену деления шкалы динамометра.

0,5 Н

б) Запишите показания прибора с учётом погрешности измерения.

F = ( 3,5 ± 0,25) Н.

в) С какой силой сжимается пружина динамометра под действием груза?

3,5 Н

г) В масштабе 0,5 см = 1 Н изобразите на рисунке вес моркови.
д) В том же масштабе изобразите силу упругости, действующую на овощ со стороны столика динамометра.

 

Задание 30.3. Какова жесткость пружины динамометра, если под действием силы 1 Н она растягивается на 2,5 см?

Дано:
F = 1 Н;
Δl = 2,5 см
k − ?
СИ:
Δl = 2,5 * 0,01 = 0,025 м
Решение:
$F_{упр}=kΔl$
$k = \frac{F_{упр}}{Δl}$;
$k = \frac{1}{0,022} = 40$ Н/м.
Ответ. 40 Н/м.

Задание 30.4. а) Рассмотрите рисунок и заполните пропуски в тексте.

Цена деления шкалы динамометра равна 0,01 кН.
Показание прибора F = 0,22 кН = 220 Н.

б) Определите вес, силу тяжести и массу аквариума.

P = 220 Н.
$F_{тяж}$ = 220 Н.
m = $\frac{F_{тяж}}{g}$ = $\frac{220}{10}$ = 22 кг.

Задание 30.5. К пружине поочередно подвешивали разное количество грузов массой по 102 г и при этом измеряли длину пружины l. Полученные данные записали в таблицу.

Количество  Модуль        Длина               Удлинение
  грузов         силы F, Н    пружины l, см    пружины Δl, см
   0                  0                  4,0                        0
   1                 1                   4,5                       0,5
   2                 2                   5,0                        1
   3                 3                   5,5                      1,5
   4                 4                   6,0                        2

а) Заполните в таблице пустые клетки.
б) Используя данные таблицы, постройте график зависимости приложенной к пружине силы F от её удлинения Δl.
в) Вычислите жёсткость пружины, учитывая, что силу упругости, возникающая в пружине, равна по модулю приложенной к ней силе.


k = $\frac{F_{упр}}{Δl}= \frac{2}{0,01} = 200$ Н/м.

31

Задание 31.1. На тело действуют силы 5Н и 6Н, направленные по одной прямой. Чему равна равнодействующая этих сил? Рассмотрите все возможные случаи. 

Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в одну сторону:
$R = F_{1}+F_{2}$ = 5 + 6 = 11 Н
Равнодействующая сил, направленных по одной прямой в противоположные стороны:
$R = F_{2}-F_{1}$ = 6 − 5 = 1 Н

Задание 31.2. а) На рисунке а приведены три силы $\overset{→}{F_{1}}, \overset{→}{F_{2}}, \overset{→}{F_{3}}$ и равнодействующая $\overset{→}{R_{23}} = \overset{→}{F_{2}} + \overset{→}{F_{3}}$. Постройте равнодействующую сил: $\overset{→}{F_{1}}+\overset{→}{F_{3}}; \overset{→}{F_{1}} + \overset{→}{F_{2}}; \overset{→}{F_{1}} + \overset{→}{F_{2}} + \overset{→}{F_{3}}$.
б) На рисунке б изображены 5 сил. Постройте равнодействующую сил: $\overset{→}{F_{1}}+\overset{→}{F_{5}};\overset{→}{F_{3}}+\overset{→}{F_{4}};\overset{→}{F_{4}}+\overset{→}{F_{2}}$.

Задание 31.3. Определите силу, с которой палец давит на чашу весов (рис. б), заполнив пропуски в тексте.

На столик динамометра (рис. а) действуют две силы: сила упругости пружины весов $\overset{→}{F_{упр}}$ (вверх) и вес ананаса $\overset{→}{P}$ (вниз). Так как столик неподвижен, то равнодействующая этих сил: $R = F_{упр} - P = 0$. Тогда $F_{упр}$ = P = 2 Н.
На столик динамометра (см. рис.б) действуют три силы: сила упругости пружины весов, вес ананаса, сила давления пальца.
Столик неподвижен, и равнодействующая этих сил $R = F_{упр} - P - F_{пальца} = 0$. Следовательно, палец давит на ананас с силой $F =F_{упр} - P = 5-2 = 3$ Н.

Задание 31.4. а) Перечислите три силы, действующие на стоящую на столе гирю. Чему равна равнодействующая этих сил?

Сила тяжести, сила упругости, вес.
R = 3,5 Н

б) Изобразите на рисунке эти три силы.

в) Определите значение каждой силы, действующей на гирю.

$F_{упр} = F_{тяж} + P$

г) Определите силу, с которой гиря давит на стол.__ .

P = mg = 1 кг * 10 Н/кг = 10 Н

Задание 31.5. Грузчик массой 70 кг держит на плечах ящик весом 200 Н. Определите силу упругости опоры, на которой стоит грузчик с ящиком.

Дано:
$m_{гр}$ = 70 кг;
$P_{ящ}$ = 200 Н
$F_{упр}$ − ?
Решение:
$F_{упр} = F_{тяж} + P_{ящ}$;
$F_{тяж}=gm_{гр}$;
$F_{тяж}=10 * 70 = 700$ Н;
$F_{упр}$ = 700 + 200 = 900 Н.
Ответ. 900 Н.

32

Задание 32.1. Заполните пропуски в тексте, используя слова: смазка; движение; отшлифовать; неровности; увеличиваться; притягиваться; вдоль.

Сила трения – это сила, препятствующая движению тел относительно друг друга и направленная вдоль поверхности взаимодействующих тел. Существуют две причины возникновения силы трения между соприкасающимися поверхностями: неровности цепляются друг за друга, и молекулы соприкасающихся частей тел притягиваются друг к другу. Значение первого фактора снижается, если поверхность тела отшлифовать, но при этом значение второго фактора возрастет, так как увеличивается число молекул, приблизившихся друг к другу на достаточно малое расстояние. Обе причины можно устранить, применив смазку – вещество, которое уменьшает силу трения во много раз.

Задание 32.2. Вставьте в текст недостающие слова.

Для того чтобы сдвинуть тяжелый груз, люди еще в древности под него подкладывали валки (цилиндрические палки). Это можно объяснить тем, что при прочих равных условиях сила трения скольжения больше силы трения качения.

Задание 32.3. Изобразите силу трения скольжения, действующую на санки, которые тянут в гору и которые съезжают с горы.

 

Задание 32.4. Брусок с помощью динамометра равномерно перемещают по горизонтальной поверхности.
а) Изобразите на рисунке все силы, действующие на брусок.

 

б) Как соотносятся между собой модули этих сил, направленных горизонтально: $F_{тр} = F$, вертикально: одинаковы ?

$F_{тр} = F$; $F_{упр} = F_{тяж}$

33

Задание 33.1. а) Заполните пропуски в тексте.

Брусок, изображённый на рисунке, остаётся неподвижным, что означает: приложенные к бруску вертикально направленные силы (сила тяжести и сила упругости) уравновешивают друг друга, и горизонтально направленные силы (сила трения и сила упругости пружины) также уравновешивают друг друга. При этом силу упругости пружины, действующая на брусок, равна 1,4 Н. Следовательно, сила трения, действующая на брусок со стороны стола, равна 1,4 Н и является силой трения покоя.

б) Изобразите на рисунке, действующие на брусок силу упругости пружины и силу трения.

Задание 33.2. Вставьте в текст пропущенное слово, используя слова, приведенные в скобках.

С помощью транспортера перемещают различные грузы. При этом груз удерживается на ленте транспортера благодаря силе трения покоя (покоя, скольжения, качения).

Задание 33.3. Грузчик вдвигает ящик на неподвижный прицеп (рис. а), и тот же ящик везут на прицепе по горизонтальной дороге (рис. б).
а) На каждом из рисунков изобразите силу трения, действующую на ящик.

 

б) Заполните пропуски в тексте.

При перемещении ящика по неподвижному прицепу (см. рис. а) на него действует сила трения скольжения, которая препятствует передвижению ящика. При движении ящика по дороге вместе с прицепом (см. рис. б) на него со стороны прицепа действует сила трения покоя, которая и заставляет его двигаться вместе с прицепом.

Задание 33.4. Санки с мальчиком тянут равномерно по снегу.
а) Вставьте в предложение пропущенные слова.

Мальчик движется относительно Земли благодаря тому, что существует сила трения между санками и мальчиком.

б) Изобразите на рисунке силу трения, благодаря которой мальчик движется относительно Земли.

 

34

Задание 34.1. Приведите примеры, когда сила трения в быту и в технике мешает или помогает осуществлению протекающих процессов. Заполните таблицу.

Сила трения мешает: 
В машинах нагреваются и изнашиваются движущиеся части
Чтобы преодолеть силу трения, сжигается большое количество топлива
Остановка движения

Сила трения помогает: 
Движение людей и транспорта
Удерживание вещей в руках
Гвозди, шурупы в стенах держатся за счет силы трения, иначе мы не могли бы ничего повесить

Задание 34.2. На рисунке схематично показано устройство подшипника скольжения, в котором вал при вращении скользит по поверхности вкладыша. Отдельные детали конструкции на рисунке обозначены цифрами, а в таблице даны их названия. Заполните пустые клетки таблицы соответствующими цифрами.

Деталь                      Обозначение
Корпус подшипника         1
Вкладыш                           2
Отверстие для смазки     4
Вал                                    3

Задание 34.3. Отметьте на рисунке части велосипеда, в конструкции которых используются шариковые подшипники.

 

Задание 34.4. Объясните, почему автомобилисты меняют колеса автомобилей на новые, когда поверхность шин снашивается и становится гладкой.

Рельеф на шинах позволяет увеличить трение между шиной и дорожным покрытием, у автомобиля уменьшается тормозной путь. При снашивании поверхности шин сцепление с дорогой уменьшается, и автомобиль плохо останавливается.

35

Давление твердого тела

Задание 35.1. Закончите фразы, вычеркнув из выделенных слов не подходящие по смыслу.

а) Если одна и та же сила действует сначала на большую площадь, а затем
на меньшую, то во втором случае давление больше, такое же, меньше .
б) Если на одну и ту же площадь действует сначала сила $\overset{→}{F}$, а затем $\overset{→}{2F}$, то во втором случае давление в 2 раза больше, меньше.
в) Если к доске с одной и той же силой прижать гвоздь острым концом, а затем шляпкой, то вмятина будет больше в первом случае, потому что давление на поверхность доски в первом случае больше, меньше.

Задание 35.2. Запишите значения давления в указанных единицах по приведенному образцу.
Давление человека на грунт примерно равно
12 кПа = 12 000 Па = $1,2 * 10^{4}$ Па.

а) Давление фундамента Останкинской телевизионной башни на почву равно

270 кПа = 270 000 Па = 2,7 * $10^{5}$ Па

б) Давление колеса железнодорожного вагона на рельсы может достигать

290 МПа = 290 000 000 Па = 2,9 * $10^{8}$ Па.

в) Давление резца на деталь в станке может быть равно

2500 МПа = 2 500 000 000 Па = 2,5 * $10^{9}$ Па.

Напомним:
1 МПа = 1 000 000 Па = $10^{6}$ Па

Задание 35.3. Рассчитайте давление, производимое силой 1 Н на поверхность площадью:

а) $p=\frac{F}{S}$

$p=\frac{1 Н}{2м^{2}} = 0,5$ Па;

б) $p=\frac{1 Н}{0,5м^{2}} = 2$ Па

в) $p=\frac{1 Н}{10м^{2}} = 0,1$ Па

г) $p=\frac{1 Н}{0,01м^{2}} = 100$ Па

д) $p=\frac{1 Н}{0,0001м^{2}} = 10000$ Па

Напомним:
1 $м^{2}= (10 дм)^{2} = 100 дм^{2}$
1 $м^{2}= (100 см)^{2} = 10 000 см^{2}= 10^{4}см^{2}$

Задание 35.4. Угольник массой 10 г имеет катет длиной а = 20 см. Определите давление на стол этого угольника.

Дано:
m = 10 г;
а = 20 см;
p − ?
СИ:
m = 10 г = 0,01 кг;
а = 20 см = 0,2 м;
Решение:
$p=\frac{F}{S}$;
F = mg;
g ≈10 Н/кг;
F = 0,01 * 10 = 0,1 Н;
$S = \frac{1}{2} * а * а$;
$S = \frac{1}{2} * 0,2 * 0,2 = 0,02м^{2}$;
$p=\frac{0,1}{0,02} = 5$ Па.
Ответ. 5 Па.

Задание 35.5. Ножки стола имеют форму квадрата со стороной 10 см, крышка стола – форму квадрата со стороной 80 см. Давление стола, стоящего на четырех ножках, равно 5 кПа. Каким станет давление стола на пол при переворачивании его на крышку?

Дано:
а = 10 см;
b = 80 см;
$p_{1}$ = 5 кПа;
$p_{2}$ − ?
СИ:
а = 0,1 м;
b = 0,8 м;
$p_{1}$ = 5 000 Па;
Решение:
$p=\frac{F}{S}$;
$S_{1} = 4a^{2} = 4 * 0,1^{2} = 0,04 м^{2}$;
$S_{2} = b^{2} = 0,8^{2} = 0,64 м^{2}$;
$F= p_{1}S_{1} = 5000 * 0,04 = 200$Н;
$p_{2}=\frac{F}{S_{2}} = \frac{200}{0,64} = 312,5$ Па.
Ответ. 312, 5 Па

Задание 35.6. На горизонтальной поверхности стола находятся два кубика разных размеров, изготовленных из одного и того же материала плотностью p. Длина ребра первого кубика равна а, второго кубика – 2а.
Запишите формулу, по которой можно рассчитать давление каждого кубика на стол:

1) первый кубик: $p=\frac{F}{S} = \frac{mg}{a^{2}} = \frac{ρVg}{a^{2}} =\frac{ρga^{3}}{a^{2}} = ρga$
2) второй кубик: $p=\frac{F}{S} = \frac{mg}{4a^{2}} = \frac{ρVg}{4a^{2}} =\frac{ρg(2a)^{3}}{4a^{2}} =\frac{8ρga^{3}}{4a^{2}} = 2ρga$

Задание 35.7. Какое давление оказывает квадратный лист фанеры на пол? Массой листа можно пренебречь.
Указание: изобразите на рисунке все силы, действующие на гирю.

Дано:
a = 20 см;
m = 10 кг;
$F_{упр}$ = 20 Н;
p − ?
СИ:
a = 0,2 м;
Решение:
$p=\frac{F}{S}$;
$S = a^{2} = 0,2^{2} = 0,04м^{2}$;
$R = F_{т} - F_{упр}$;
$F_{т} = mg$;
g ≈10 Н/кг;
$F_{т} = 10 * 10 = 100$ Н;
R = 100 − 20 = 80 Н;
$p=\frac{80}{0,04}= 2000$ Па.
Ответ. 2000 Па.

36

Задание 36.1. На рисунке показаны следы на песке от спущенного (рис. а) и надутого (рис. б) мяча. Оцените, как изменилось давление мяча на грунт после того, как его надули, заполнив пропуски в тексте.

Давление мяча на грунт можно рассчитать по формуле $p=\frac{F}{S}$. Масса мяча в первом и втором случае примерно одинакова, а площадь, на которую мяч оказывает давление, разная. В случае а площадь примерно в 2 раза больше, чем в случае б. Следовательно, давление мяча на песок в случае а примерно в 2 раза меньше, чем в случае б.

Задание 36.2. Закончите текст.

У грузовика по сравнению с легковым автомобилем масса больше в 3 раза, а площадь соприкосновения колес с дорогой больше в 4 раза. Большее давление на полотно дороги оказывает легковой автомобиль, так как 
$p_{a}=\frac{F_{a}}{S_{a}} = \frac{m_{a}g}{S_{a}}$
$p_{гр}=\frac{F_{гр}}{S_{гр}} = \frac{m_{гр}g}{S_{гр}}= \frac{3m_{а}g}{4S_{а}}= \frac{3}{4}p_{a}$

Задание 36.3. Если автомобилю требуется проехать по мягкому грунту, то что лучше сделать – выпустить часть воздуха из шин его колес или подкачать их? Ответ обоснуйте.

Лучше выпустить воздух, т.к. у спущенного колеса площадь соприкосновения с дорогой больше, давление производимое автомобилем, уменьшится ($p=\frac{F}{S}$, чем больше S, тем меньше p).

Задание 36.4. Найдите давление спичечного коробка, заполненного солью, на кухонный стол в трех положениях, показанных на рисунке. Масса коробка с солью m = 16 г, размеры h = 5 см, l = 4 см и c = 1 см.
Указание: на рисунках б и в рядом со стрелками напишите соответствующие обозначения сторон.

Дано:
m = 16 г;
h = 5 см;
l = 4 см;
c = 1 см.
p − ?
СИ:
m = 0,016 кг;
h = 0,05 м;
l = 0,04 м;
c = 0,01 м.
Решение:
$p=\frac{F}{S}$;
F = mg;
g ≈10 Н/кг;
F = 0,016 * 10 = 0,16 Н;
$S_{a} = l * c = 0,04 * 0,01 = 0,0004 м^{2}$;
$S_{б} = h * c = 0,05 * 0,01 = 0,0005 м^{2}$;
$S_{в} = h *l = 0,05 * 0,04 = 0,002 м^{2}$;
$p_{a}=\frac{F}{S_{a}} = \frac{0,16}{0,0004} = 400$ Па;
$p_{б}=\frac{F}{S_{б}} = \frac{0,16}{0,0005} = 320$ Па;
$p_{в}=\frac{F}{S_{в}} = \frac{0,16}{0,002} = 80$ Па.
Ответ. 400 Па; 320 Па; 80 Па.

37

Давление газов и жидкостей

Задание 37.1. Домашний эксперимент.
1. Надуйте резиновый шарик.
2. Пронумеруйте фразы в таком порядке, чтобы получился связный рассказ о проделанном эксперименте.

1 Глубоко вдыхаем воздух и выдыхаем его в шарик. Такое действие повторяем несколько раз.
3 Через некоторое время в каждом кубическом сантиметре пространства внутри шарика становится значительно больше молекул воздуха, чем снаружи, поэтому число ударов молекул изнутри о резиновую оболочку шарика за один и тот же промежуток времени становится значительно больше, чем снаружи.
2 Вначале плотность и температура воздуха внутри и снаружи шарика одинаковая, поэтому число ударов молекул воздуха о резиновую оболочку шарика за один и тот же промежуток времени с обеих сторон одинаково, следовательно, одинаково и давление.
4 Это означает, что давление на каждый квадратный сантиметр резиновой оболочки внутри шарика становится больше, чем снаружи, поэтому размер шарика увеличивается.

 

3. Нарисуйте шарик в начале и конце эксперимента и точками покажите примерное распределение молекул воздуха в единице объёма внутри и снаружи шарика до и после надувания.

 

Задание 37.2. В сосуде под поршнем заключен газ (рис. а), объем которого меняется при постоянной температуре. На рисунке б представлен график зависимости расстояния h, на котором относительно дна находится поршень, от времени t. Заполните пропуски в тексте, используя слова: увеличивается; не меняется; уменьшается.

Расстояние от поршня до дна сосуда в начальный момент времени равно $h_{0}$. С течением времени это расстояние уменьшается. Это означает, что с течением времени поршень вдвигают в сосуд, поэтому объём заключённого под поршнем газа уменьшается . При этом число молекул воздуха под поршнем не меняется, а число ударов этих молекул о поршень с течением времени увеличивается. Следовательно, давление на поршень с течением времени увеличивается.

Задание 37.3. На рисунке показана установка для изучения зависимости давления газа в закрытом сосуде от температуры. Цифрами обозначены: 1 – пробирка с воздухом; 2 – спиртовка; 3 – резиновая пробка; 4 – стеклянная трубка; 5 – цилиндр; 6 – резиновая мембрана. Поставьте знак «+» около верных утверждений и знак «−» около неверных.
При нагревании воздуха в пробирке ...

+ температура воздуха в пробирке увеличивается
- каждая молекула воздуха увеличивается в объёме
- число молекул воздуха во всей установке уменьшается
+ молекулы воздуха всё чаще ударяются о мембрану
+ молекулы воздуха всё сильнее ударяются о мембрану
- резиновая мембрана при нагревании прогибается внутрь пробирки

Задание 37.4. Рассмотрите графики зависимости давления p от времени t, соответствующие различным процессам в газах. Вставьте недостающие слова в предложение.

С течением времени давление:

в процессе 1 увеличивается,
в процессе 2 постоянное,
в процессе 3 уменьшается.

38

Задание 38.1. Домашний эксперимент.
Возьмите полиэтиленовый пакет, сделайте в нем четыре дырочки одинакового размера в разных местах нижней части пакета, используя, например, толстую иглу. Над ванной налейте в пакет воды, зажмите его сверху рукой и выдавливайте воду через дырочки. Меняйте положение руки с пакетом, наблюдая, какие изменения происходят со струйками воды. Зарисуйте опыт и опишите свои наблюдения.

Струйки воды одинаковые, т.к. давление на них внутри пакета одинаково. Если надавить на пакет, струйки сильнее, так как давление внутри пакета больше.

Задание 38.2. Отметьте галочкой утверждения, которые отражают суть закона Паскаля.

☐ Давление в жидкости равно 1 Па, если на площадку площадью 1 $м^{2}$ действует сила 1 Н.
х Давление, производимое на газ или жидкость, передается в любую точку одинаково во всех направлениях.
☐ Давление в сосуде с жидкостью или газом при их сжатии возрастает одинаково на все стенки сосуда.

Задание 38.3. Допишите текст.

Надувая резиновый шарик, мы придаем ему форму шара. При дальнейшем надувании шарик, увеличиваясь в объеме, по−прежнему сохраняет форму шара, что иллюстрирует справедливость закона Паскаля, а именно: давление, производимое на газ, передаётся в любую точку без изменений во всех направлениях.

Задание 38.4. На рисунке показана передача давления твердым и жидким телом, заключенным под диском в сосуде.
а) Отметьте верное утверждение.
После установки гири на диск возрастает давление … .

☐ на дно и боковую стенку в обоих сосудах
☐ на дно в обоих сосудах, на боковую стенку – только в сосуде 1
х на дно в обоих сосудах, на боковую стенку – только в сосуде 2
☐ на дно − только в сосуде 1, на боковую стенку − только в сосуде 2

б) Ответьте на вопросы, записав необходимые формулы и проводя соответствующие расчеты.
С какой силой будет давить на диск площадью 100 $см^{2}$ установленная на него гиря массой 200 г ? 

$p=\frac{F}{S}$;
F=mg;
$p=\frac{mg}{S} = \frac{0,2 * 10}{0,01} = 200$ Па.

Как изменится при этом и на сколько давление:

на дно сосуда 1 − увеличится на 200 Па;
на дно сосуда 2 − увеличится на 200 Па;
на боковую стенку сосуда 1 − не изменится ;
на боковую стенку сосуда 2 − увеличится на 200 Па?

39

Задание 39.1. Отметьте верное окончание фразы.
Нижнее и боковое отверстия трубки затянуты одинаковыми резиновыми мембранами. В трубку наливают воду и медленно опускают ее в широкий сосуд с водой до тех пор, пока уровень воды в трубке не совпадет с уровнем воды в сосуде. В этом положении мембраны …

☐ обе выгнуты наружу
☐ обе вогнуты внутрь
х обе плоские
☐ нижняя — плоская, а боковая — вогнута внутрь
☐ нижняя — плоская, а боковая — выгнута наружу
☐ боковая — плоская, а нижняя — вогнута внутрь
☐ боковая — плоская, а нижняя — выгнута наружу

Задание 39.2. На рисунке показан опыт с сосудом, дно которого может отпадать.
В ходе опыта были сделаны три наблюдения.
1. Дно пустой бутылки прижато, если трубка погружена в воду на некоторую глубину Н.
2. Дно по−прежнему прижато к трубке, когда в нее начинают наливать воду.
3. Дно начинает отходить от трубки в тот момент, когда уровень воды в трубке совпадет с уровнем воды в сосуде.
а) В левом столбце таблицы запишите номера наблюдений, которые позволяют прийти к выводам, обозначенным в правом столбце.

№   Вывод
3    Давление на крышку снизу на глубине Н равно давлению столба жидкости высотой Н
1,2 Внутри жидкости давление больше, чем давление воздуха в трубке

б) Запишите свои гипотезы о том, что может измениться в описанном выше опыте, если:

в сосуде будет находиться вода, а в трубку будут наливать подсолнечное масло, дно трубки начнет отходить когда уровень масла будет выше уровня воды в сосуде, так как при одинаковой высоте столба жидкости давление подсолнечного масла в трубке будет меньше давления воды (плотность масла меньше плотности воды).

в сосуде будет находиться подсолнечное масло, а в трубку будут наливать воду, дно трубки начнет отходить раньше, чем совпадут уровни воды и масла, так как при одинаковом столбе жидкости давление воды будет больше (плотность воды больше плотности масла).

Задание 39.3. В закрытом баллоне с площадью основания 0,03 $м^{2}$ и высотой 1,2 м находится воздух плотностью 1,3 кг/$м^{3}$. Определите «весовое» давление воздуха на дно баллона.

Дано:
S = 0,03 $м^{2}$;
h = 1,2 м;
ρ = 1,3 кг/$м^{3}$.
p−?
Решение:
$p=\frac{F}{S}$;
F = mg;
g ≈10 Н/кг
m = ρV;
V = S*h;
F = ρShg = 1,3 * 0,03 * 1,2 * 10 = 0,468 Н;
$p=\frac{0,468}{0,03} = 15,6$ Па.
Ответ. 15,6 Па.

40

Задание 40.1. Запишите, какие из опытов, изображенных на рисунке, подтверждают, что давление в жидкости с глубиной увеличивается.

рис.б) 

Поясните, что демонстрирует каждый из опытов.

а) при увеличении высоты столба жидкости давление жидкости увеличивается;
б) давление жидкости зависит от высоты столба жидкости;
в) давление, действующее на жидкость, передается в любую точку без изменений во всех направлениях (закон Паскаля).

Задание 40.2. Кубик помещен в жидкость плотностью p, налитую в открытый сосуд. Поставьте в соответствие указанным уровням жидкости формулы для вычисления давления, созданного столбом жидкости на этих уровнях.

 

Задание 40.3. Отметьте знаком «+» верные утверждения.
Сосуды различной формы заполнили водой. При этом ...

☐ давление воды на дно сосуда 1 больше, чем сосуда 2, поскольку масса воды в нём больше
☐ давление воды на дно сосуда 1 меньше, чем сосуда 3, поскольку площадь его основания больше
☐ давление воды на дно сосуда 3 больше, чем сосуда 2, поскольку площадь его основания меньше
х давление воды на дно всех сосудов одинаково, поскольку давление жидкости на дно определяется только высотой столба жидкости

Задание 40.4. Выберите пару слов, пропущенных в тексте.
Дном сосудов 1, 2 и 3 служит резиновая пленка, укрепленная в стойке прибора. Сосуды поочерёдно ввинчивают в стойку прибора и наливают в них воду, дно при этом прогибается, и его движение передаётся стрелке. Опыт показывает, что при __ высотах столбов воды в сосудах стрелка отклоняется на __ число делений шкалы.

☐ разных − одинаковое
х одинаковых − одинаковое
☐ одинаковых − разное

Задание 40.5. Чему равно давление воды на дно прямоугольного аквариума длиной 2 м, шириной 1 м и глубиной 50 см, доверху заполненного водой?

Дано:
a = 2 м;
b = 1 м;
h = 50 см.
p − ?
СИ:
h = 0,5 м.
Решение:
p = gρh;
g ≈10 Н/кг;
ρ = 1000 кг/$м^{3}$
p = 10 * 1000 * 0,5 = 5000 Па.
Ответ. 5000 Па.

Задание 40.6. Используя рисунок, определите:

 

а) давление, созданное столбом керосина на поверхность воды:

$p_{к}$ = gρh = 10 Н/кг* 800 кг/$м^{3}$ * 0,5 м = 4000 Па

б) давление на дно сосуда, созданное только столбом воды:

$p_{в}$ = gρh = 10 Н/кг* 1000 кг/$м^{3}$ * 0,3 м = 3000 Па

в) давление на дно сосуда, созданное двумя жидкостями:

p = $p_{к} + _{в}$ = 4000 + 3000 = 7000 Па

41

Задание 41.1. В одну из трубок сообщающихся сосудов налита вода. Что произойдет, если зажим с пластиковой трубки убрать?

Вода потечет из полной трубки в пустую, пока уровень воды в трубках не сравняется.

Задание 41.2. В одну из трубок сообщающихся сосудов налита вода, а в другую – бензин. Если зажим с пластиковой трубки убрать, то:

а) уровень какой жидкости окажется выше и почему;

Поскольку плотность бензина меньше, высота столба бензина будет больше высоты столба воды

б) куда при этом сместится граница раздела жидкостей;

Граница раздела жидкостей сместится в сторону трубки с бензином.

в) во сколько раз будут отличаться высоты столбов жидкостей относительно нового положения их границы раздела?

 $gρ_{в}h_{в} = gρ_{б}h_{б}$;
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$;
$ρ_{б} = 710 кг/м^{3}$;
$\frac{h_{б}}{h_{в}} = \frac{ρ_{в}}{ρ_{б}} = \frac{1000}{710} = 1,4$

Высота столба бензина в 1,4 раза больше высоты столба воды.

Задание 41.3. Впишите в текст подходящие по смыслу формулы и сделайте вывод.
Сообщающиеся сосуды заполнены одной и той же жидкостью. Давление столба жидкости

в точке А: $p_{A} = ρgh$;
в точке B: $p_{B} = ρgh$;
в точке C: $p_{C} = ρgH$ ;
в точке D: $p_{D} =ρgH$ .

Вывод: жидкость в трубке CD находится в покое, потому что уровни жидкости находятся в равновесии.

Задание 41.4. Какова высота столба воды в U−образном сосуде относительно уровня АВ, если высота столба керосина 50 см?

Дано:
$h_{к}$ = 50 см;
$h_{в}$ − ?
СИ:
$h_{к}$ = 0,5 м;
Решение:
$p_{в} = p_{к}$;
$gρ_{в}h_{в} = gρ_{к}h_{к}$;
$h_{в} = \frac{gρ_{к}h_{к}}{gρ_{в}} = \frac{ρ_{к}h_{к}}{ρ_{в}}$;
$ρ_{к} = 800 кг/м^{3}$;
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$;
$h_{в} = \frac{800 * 0,5}{1000}$ = 0,4 м.
Ответ. 0,4 м.

Задание 41.5. В сообщающиеся сосуды налиты машинное масло и вода. Рассчитайте, на сколько сантиметров уровень воды находится ниже уровня масла, если высота столба масла относительно границы раздела жидкостей $Н_{м}$ = 40 см.

Дано:
$Н_{м}$ = 40 см.
Δh − ?
СИ:
$Н_{м}$ = 0,4 м.
Решение:
$p_{в} = p_{м}$;
$gρ_{в}h_{в} = gρ_{м}h_{м}$;
$h_{в} = \frac{gρ_{м}h_{м}}{gρ_{в}} = \frac{ρ_{м}h_{м}}{ρ_{в}}$;
$ρ_{м} = 900 кг/м^{3}$;
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$;
$h_{в} = \frac{900 * 0,4}{1000}$ = 0,36 м.
$Δh = Н_{м} - h_{в}$ = 0,4 − 0,36 = 0,04 м.
Ответ. Уровень воды ниже на 4 см.

42

Задание 42.1. На весах уравновесили стеклянный шар объемом 1 л. Шар закрыт пробкой, в которую вставлена резиновая трубка. Когда из шара при помощи насоса откачали воздух и зажали трубку зажимом, равновесие весов нарушилось.
а) Груз какой массы придется положить на левую чашу весов, чтобы их уравновесить? Плотность воздуха 1,3 кг/$м^{3}$.

$V_{возд}$ = 1 л = 1 $дм^{3}$ = 1000 $cм^{3}$ = 0,001 $м^{3}$
$m_{возд}$ = ρV = 1,3 * 0,001 = 0,0013 кг = 1,3 г = 1300 мг

б) Каков вес воздуха, находившегося в колбе до откачивания?

$P_{возд}$ = mg = 0,0013 кг * 10 Н/кг = 0,013 Н.

Задание 42.2. Опишите, что произойдет, если конец резиновой трубки шара, из которого откачали воздух (см. задание 42.1), опустить в стакан с водой, а затем снять зажим. Объясните явление.

Так как давление внутри шара меньше атмосферного, то шар "засосет" в себя воду.

Задание 42.3. На асфальте начерчен квадрат со стороной 0,5 м. Рассчитайте массу и вес столба воздуха высотой 100 м, расположенного над квадратом, считая, что плотность воздуха не меняется с высотой и равна 1,3 кг/$м^{3}$.

Дано:
а = 0,5 м;
h = 100 м;
ρ = 1,3 кг/$м^{3}$.
m − ?
P − ?
Решение:
m = ρV;
V = a * a *h;
V = 0,5 * 0,5 * 100 = 25 $м^{3}$;
m = 1,3 * 25 = 32,5 кг;
P=gm;
g ≈10 Н/кг
P = 10 * 32,5 = 325 Н.
Ответ. 32, 5 кг, 325 Н.

Задание 42.4. При движении поршня вверх внутри стеклянной трубки вода поднимается за ним. Отметьте правильное объяснение этого явления.
Вода поднимается за поршнем ... .

☐ потому, что её молекулы притягиваются молекулам поршня
☐ потому, что она обладает свойством принимать форму сосуда, в котором находится
☐ по инерции
х под давлением наружного воздуха, заполняя безвоздушное пространство, образовавшееся между поршнем и водой

43

Задание 43.1. В кружках А, В, С схематично изображен воздух разной плотности. Отметьте на рисунке места, где следует расположить каждый кружок, чтобы в целом получилась картина, иллюстрирующая зависимость плотности воздуха от высоты над уровнем моря.

 

Задание 43.2. Выберите правильный ответ.
Для того чтобы покинуть Землю, любая молекула воздушной оболочки Земли должна обладать скоростью, большей чем … .

11,2 мкм/с 11,2 гм/с    х  11,2км/с    11,2 Мм/с

Задание 43.3. На Луне, масса которой примерно в 80 раз меньше массы Земли, отсутствует воздушная оболочка (атмосфера). Чем это можно объяснить? Запишите вашу гипотезу.

Луна не удерживает на себе атмосферные газы, поскольку ее масса довольно мала, следовательно она имеет слабую гравитацию (притяжение). Чтобы преодолеть притяжение Луны, молекулам требуется меньше энергии, чем на Земле, и большая часть газов, поднимающихся с её поверхности, рассеивается в космосе. 

44

Задание 44.1. Выберите правильное утверждение.
В опыте Торричелли в стеклянной трубке над поверхностью ртути … .

х создаётся безвоздушное пространство
☐ есть воздух, но его плотность меньше, чем у воздуха, который окружает трубку
☐ есть воздух, но его плотность больше, чем у воздуха, который окружает трубку

Задание 44.2. В трех отрытых сосудах находится ртуть: в сосуде А высота столба ртути 1 м, в сосуде В – 1 дм, в сосуде С – 1 мм. Вычислите, какое давление на дно сосуда оказывает столб ртути в каждом случае.

Дано:
$h_{А}$ = 1 м;
$h_{B}$ = 1 дм;
$h_{С}$ = 1 мм.
$p_{А}$ − ?
$p_{B}$ − ?
$p_{C}$ − ?
СИ:
$h_{B}$ = 0,1 м;
$h_{С}$ = 0,001 мм.
Решение:
p = gρh;
ρ = 13600 кг/$м^{3}$;
g ≈10 Н/кг;
$p_{А}$ = 10 * 13600 * 1 = 136 000 Па;
$p_{В}$ = 10 * 13600 * 0,1 = 13 600 Па;
$p_{С}$ = 10 * 13600 * 0,001 = 136 Па.
Ответ: 136 000 Па; 13600 Па; 136 Па.

Задание 44.3. Запишите значения давления в указанных единицах по приведенному образцу, округлив результат до целых.
40 мм рт.ст. = 5332 Па ≈ 5 кПа

2 мм рт.ст. = 266,6 Па ≈ 3 гПа
30 мм рт.ст. = 3 999 Па ≈ 40 гПа
750 мм рт.ст. = 99 975 Па ≈ 100 кПа

Задание 44.4. Найдите давление на дно цилиндра, заполненного подсолнечным маслом, если атмосферное давление равно 750 мм рт. ст.

Атмосферное давление:
$p_{атм}$ = 750 мм рт. ст. = 99975 Па.
Давление подсолнечного масла на дно цилиндра:
$p_{м}$ = gρh = 10 Н/кг * 930 кг/$м^{3}$ * 0,9 м = 8379 Па.
Давление на дно цилиндра:
p = $p_{атм} + p_{м}$ = 99975 + 8379 = 108 354 Па = 108,3 кПа.

Задание 44.5. Какое давление испытывает аквалангист на глубине 12 м под водой, если атмосферное давление 100 кПа? Во сколько раз это давление больше атмосферного?

Дано:
h = 12 м;
$p_{атм}$ = 100 кПа;
p − ?
$\frac{p}{p_{атм}}$ − ?
СИ:
$p_{атм}$ = 100 000 Па.
Решение:
$p = p_{атм} + p_{вод}$
p = gρh;
ρ = 1030 кг/$м^{3}$;
g =9,8 Н/кг
$p_{вод}$ = 9,8 * 1030 * 12 = 121128 Па;
p = 100 000 + 121 128 = 221 128 Па;
$\frac{p}{p_{атм}} = \frac{221128}{100000} = 2,2 $ раза.
Ответ: 221 128 Па; давление на аквалангиста в 2,2 раза больше атмосферного.

45

Задание 45.1. На рисунке показана схема устройства барометра−анероида. Отдельные детали конструкции прибора обозначены цифрами. Заполните таблицу.

Название детали Назначение детали
1 металлическая коробочка с гофрированной поверхностью из нее выкачан воздух при повышении давления прогибается вниз
2 пружина  при уменьшении давления пружина выпрямляет крышку, при увеличении − натягивает крышку
3 передаточный механизм соединяет пружину и стрелку
4 стрелка−указатель при изменении давления двигается вправо или влево, указывая уровень давления

Задание 45.2. Заполните пропуски в тексте.

На рисунках изображен прибор, который называется барометр-анероид .
Этим прибором измеряют атмосферное давление.
Запишите показание каждого прибора с учетом погрешности измерения.
$p_{1}$ = ( 750 ± Δ0,5 ) мм.рт.ст. = ( 100 ± Δ0,05) кПа
$p_{2}$ = ( 757 ± Δ0,5) мм.рт.ст. = ( 101 ± Δ0,05) кПа

Задание 45.3. Заполните пропуски в тексте.

Разница атмосферного давления в разных слоях атмосферы Земли вызывает движение воздушных масс. В антициклоне, т. е. в области повышенного давления, обычно явно и безветренно, а в области циклона давление обычно понижено и образуются вихревые воздушные потоки, несущие облака, тучи и дождливую погоду. Метеорологи по изменению атмосферного давления могут судить о возможной смене погоды. Если атмосферное давление повышается, – это, вероятнее всего, к ясной погоде. Если же атмосферное давление понижается, – это к пасмурной погоде.

Задание 45.4. Запишите значения давления в указанных единицах, округляя результат до целых.

390 Па ≈ 3 мм.рт.ст
1254 Па ≈ 9 мм.рт.ст
8400 Па ≈ 63 мм.рт.ст

46

Задание 46.1. На рисунке а изображена трубка Торричелли, расположенная на уровне моря. На рисунках б и в отметьте уровень ртути в трубке, помещенной соответственно на горе и в шахте.

 

Задание 46.2. Заполните пропуски в тексте, используя слова, приведенные в скобках.

Измерения показывают, что давление воздуха быстро уменьшается (уменьшается, увеличивается) с увеличением высоты. Причиной тому служит не только уменьшение (уменьшение, увеличение) плотности воздуха, но и понижение (понижение, повышение) его температуры при удалении от поверхности Земли на расстояние до 10 км.

Задание 46.3. Высота Останкинской телебашни достигает 562 м. Чему равно атмосферное давление около вершины телебашни, если у ее основания атмосферное давление равно 750 мм рт. ст.? Давление выразите в мм рт. ст. и в единицах СИ, округлив оба значения до целых.

Дано:
h = 562 м;
$p_{0}$ = 750 мм.рт.ст.
$p_{1}$ − ?
СИ:
$p_{0}$ = 10 000 Па.
Решение:
При подъёме на каждые 12 м атмосферное давление уменьшается на 1 мм.рт.ст.
$\frac{562}{12}$ ≈ 47 мм.рт.ст.;
$p_{1}$ = 750 − 47= 703 мм.рт.ст.;
$p_{1}$ = 703 * 133,3 = 94 кПа.
Ответ. 703 мм.рт.ст.; 94 кПа.

Задание 46.4. Выберите на рисунке и обведите график, который наиболее правильно отражает зависимость атмосферного давления p от высоты h над уровнем моря.

 

Задание 46.5. У кинескопа телевизора размеры экрана составляют l = 40 см и h = 30 см. С какой силой давит атмосфера на экран с наружной стороны (или какова сила давления), если атмосферное давление $p_{атм}$ = 100 кПа?

$F = p_{атм} * S$ = 100 000 * (0,4 * 0,3) = 12 000 Н = 12 кН.

47

Задание 47.1. Постройте график зависимости давления p, измеряемого под водой, от глубины погружения h, заполнив предварительно таблицу. Считайте g = 10 Н/кг, $p_{атм}$ = 100 кПа.

Напомним: p = $p_{воды}+p_{атм}$

h,м                       0    10   20   30   40
$p_{воды}$, кПа 0    100 200 300 400
p, кПа                 100 200 300 400 500

$p_{1} = gρh + p_{атм} = (10 * 1000 * 10) + 100 = 200$ кПа.
$p_{2} = (10 * 1000 * 20) + 100 = 300$ кПа.
$p_{3} = (10 * 1000 * 30) + 100 = 400$ кПа.
$p_{4} = (10 * 1000 * 40) + 100 = 500$ кПа.

Задание 47.2. На рисунке изображен открытый жидкостный манометр. Цена деления шкалы прибора 1 см.
а) Определите, на сколько давление воздуха в левом колене манометра отличается от атмосферного.

Уровень в левом колене манометра отличается на 20 см.
Δ p = $p_{л} - p_{пр}$ = gρh;
Δ p = 9,8 Н/кг * 13600 кг/$м^{3}$ * 0,2 м = 26656 Па = 200 мм.рт.ст.

б) Определите давление воздуха в левом колене манометра с учётом того, что атмосферное давление 100 кПа.

$p_{л} = p_{атм} + Δ p$ = 100 000 Па + 26656 Па = 126656 Па.

Задание 47.3. На рисунке показана U−образная трубка, заполненная ртутью, правый конец которой закрыт. Чему равно атмосферное давление, если разность уровней жидкости в коленах U−образной трубки равна 765 мм, а мембрана погружена в воду на глубину 20 см?

Дано:
h = 20 см;
H = 765 мм.
$p_{атм}$ − ?
СИ:
h = 0,2 м;
H = 0, 765 м.
Решение:
$ρ_{рт}gH = p_{атм} + ρ_{в}gh$;
$p_{атм} = ρ_{рт}gH - ρ_{в}gh$;
$ρ_{рт}$ = 13600 кг/$м^{3}$;
$ρ_{в}$ = 1000 кг/$м^{3}$;
g ≈10 Н/кг;
$p_{атм}$ = 13600 * 10 * 0, 765 − 1000 * 10 * 0,2 = 102040 Па = 102 кПа.
Ответ: 102 кПа

Задание 47.4. а) Определите цену деления и показание металлического манометра (рис. а).
б) Опишите принцип действия прибора, используя цифровые обозначения деталей (рис. б).

а) Цена деления: 0,25 Н/$см^{2}$.
Показание: 8,5 Н/$см^{2}$.

б) Основная часть металлического манометра – согнутая в дугу металлическая трубка 1, один конец которой запаян. Другой конец трубки сообщается с сосудом для измерения давления с помощью крана 4. Движение трубки при изменении давления с помощью рычага 5 и зубчатки 3 передается на стрелку 2 приборной шкалы. При уменьшении давления трубка и стрелка возвращаются в начальное положение.

48

Задание 48.1. а) Зачеркните ненужные из выделенных слов, чтобы получилось описание работы поршневого насоса, изображенного на рисунке.
При движении рукоятки насоса вниз поршень в сосуде А движется вверх, вниз, верхний клапан открыт, закрыт, нижний клапан открыт, закрыт, вода из сосуда В не перемещается в пространство под поршнем, вода из отводящей трубы не выливается.
б) Опишите, что происходит при движении рукоятки насоса вверх.

а) При движении рукоятки насоса вниз поршень в сосуде А движется вверх, вниз, верхний клапан открыт, закрыт, нижний клапан -открыт-, закрыт, вода из сосуда В не перемещается в пространство под поршнем, вода из отводящей трубы не выливается.

б) При движении рукоятки насоса вверх поршень в сосуде А движется вверх, вниз, верхний клапан закрыт, нижний клапан открыт, вода из сосуда В не перемещается в пространство под поршнем, вода из отводящей трубы выливается.

Задание 48.2. Поршневым насосом, схема которого приведена в задании 48.1, при нормальном атмосферном давлении можно поднять воду на высоту не более 10 м. Объясните почему.

p = gρh;
h = $\frac{p}{gρ}$.
Нормальное атмосферное давление − 100 000 Па.
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$;
g ≈10 Н/кг;
$h = \frac{100000}{10 * 1000 } = 10$ м.

Задание 48.3. Вставьте в текст пропущенные слова, чтобы получилось описание работы поршневого насоса с воздушной камерой.

При движении рукоятки насоса верх: поршень 1 движется вверх, клапан 2 открыт, вода поступает из сосуда В в сосуд А; клапан 3 закрыт, поэтому вода в сосуд С не поступает и из отводящей трубы не выливается.

При движении рукоятки насоса вниз: клапан 2 закрывается, поэтому вода из сосуда В в сосуд А не поступает; клапан 3 открывается, вода поступает из сосуда А в сосуд С, в камере объём воздуха уменьшается, а давление увеличивается, в результате вода из отводящей трубы выливается.

49

Задание 49.1. Допишите формулы, показывающие правильные соотношения между площадями покоящихся поршней гидравлической машины и массами грузов.

$\frac{m_{1}g}{S_{1}}=\frac{m_{2}g}{S_{2}}$;
$\frac{m_{1}}{m_{2}}=\frac{S_{1}}{S_{2}}$;
$m_{1}S_{2}=m_{2}S_{1}$.

Вычислите значения $m_{2}$ при $m_{1}$ = 2 кг, $S_{1} = 0,04 м^{2}$, $S_{2} = 0,12 м^{2}$. 

$m_{2} = \frac{m_{1}S_{2}}{S_{1}}$;
$m_{2} = \frac{2*0,12}{0,04} = 6$ кг.

Задание 49.2. Площадь малого поршня гидравлической машины равна $0,04 м^{2}$, площадь большого – $0,2 м^{2}$. С какой силой следует действовать на малый поршень, чтобы равномерно поднять груз массой 100 кг, находящийся на большом поршне?

Дано:
$S_{1} = 0,04 м^{2}$;
$S_{2}= 0,2 м^{2}$;
$m_{2}$ = 100 кг;
$F_{1}$ − ?
Решение:
$\frac{F_{2}}{F_{1}} = \frac{S_{2}}{S_{1}}$;
${F_{1}} = \frac{F_{2}*S_{1}}{S_{2}}$;
$F_{2}=gm_{2}$
g ≈10 Н/кг;
$F_{2}$ = 10 * 100 = 1000 Н;
${F_{1}} = \frac{1000 * 0,04}{0,2} = 200$ Н.
Ответ: 200 Н.

Задание 49.3. Заполните пропуски в тексте, описывающем принцип действия гидравлического пресса, схема устройства которого показана на рисунке.

При движении рукоятки 8 верх: поршень 3 движется вверх, клапан 6 открыт, а клапан 7 закрыт, поэтому масло из открытого сосуда С поступает в цилиндр А.
При движении рукоятки 8 вниз: поршень 3 движется вниз клапан 6 закрыт, а клапан 7 открыт, поэтому масло из цилиндра А нагнетается в цилиндр B.
Гидравлический пресс даёт выигрыш в силе, численно равный отношению площадей большего поршня к меньшему.

Задание 49.4. Опишите принцип действия отбойного молотка, схема устройства которого показана на рисунке.

По шлангу 3 подается сжатый воздух. Устройство 2, называемое золотником, направляет его по очереди в верхнюю и нижнюю часть цилиндра. Под действием этого воздуха боек 4 начинает быстро перемещаться то в одну, то в другую сторону, периодически (с частотой 1000 – 1500 ударов в минуту), воздействуя на пику 1.

Задание 49.5. На рисунке показана схема устройства пневматического тормоза железнодорожного вагона.
а) Вставьте в текст пропущенные цифры, обозначающие соответствующие им детали на рисунке.

Когда магистраль 1 и резервуар 3 заполнены сжатым воздухом, его давление на поршень 4 тормозного цилиндра с обеих сторон одинаково, тормозные колодки при этом не касаются колес. При открывании стоп−крана 7 сжатый воздух выпускается из магистральной трубы, вследствие чего давление на поршень 4 справа становится меньше, чем слева, поршень перемещается вправо, прижимая тормозную колодку 5 к ободу колеса 6, отчего и происходит торможение.

б) Выберите правильный порядок пропущенных цифр, обозначающих детали в тексте.

х 1 − 4 − 7 − 4 − 5 − 6
☐ 1 − 5 − 7 − 5 − 4 − 2
☐ 2 − 5 − 4 − 7 − 1 − 3
☐ 7 − 4 − 2 − 1 − 5 − 6

50

Закон Архимеда

Задание 50.1. Стальной кубик погружен в воду. На рисунке стрелками изображены силы, действующие со стороны воды на грани кубика.
а) Напишите рядом с каждой стрелкой ее обозначение:
$\overset{→}{F_{в}}$ − сила, действующая на верхнюю грань кубика,
$\overset{→}{F_{н}}$ − сила, действующая на нижнюю грань кубика,
$\overset{→}{F_{п}}$ − сила, действующая на правую грань кубика,
$\overset{→}{F_{л}}$ − сила, действующая на левую грань кубика.
б) Ответьте на вопросы.
Почему верхняя стрелка короче нижней?

Сила, действующая на верхнюю грань кубика меньше, чем сила, действующая на нижнюю грань кубика, потому что на верхнюю грань давит меньший столб жидкости, чем на нижнюю.

Почему правая и левая стрелки одинаковой длины?

На боковые грани кубика действуют одинаковые силы.

в) Расставьте знаки $<, =, >,$ показывающие соотношения между модулями вышеназванных сил: 

$F_{в}$ < $F_{н}$, $F_{п}$ = $F_{л}$.

г) Заполните пропуски в тексте.

Сумма сил $\overset{→}{F_{п}}$ и $\overset{→}{F_{л}}$, действующих на кубик в горизонтальном направлении, равна 0.
Сумма сил $\overset{→}{F_{в}}$ и $\overset{→}{F_{н}}$, действующих на кубик по вертикали, направлена вверх .
Равнодействующая всех сил, действующих на кубик со стороны воды, направлена вверх, поэтому силу, действующую на погружённое в жидкость тело, называют выталкивающей.

Задание 50.2. Вычислите выталкивающую силу, действующую на алюминиевый параллелепипед, полностью погруженный в керосин (см. рис.).

Дано:
h = 30 см;
а = 20 см;
b = 20 см.
F − ?
СИ:
h = 0,3 м;
а = 0,2 м;
b = 0,2 м.
Решение:
$F = ρ_{к}gV_{т}$,
$ρ_{к} = 800 кг/м^{3}$;
$V_{т}$ = abh = 0,2 * 0,2 * 0,3 = 0,012 $м^{3}$;
F = 800 * 10 * 0,012 = 96 Н.
Ответ: 96 Н.

Задание 50.3. Два одинаковых кубика уравновешены на рычажных весах в воздухе. Под один из кубиков помещают стакан, который заполняют углекислым газом (см. рис.). Зачеркните по одному из выделенных слов в тексте, чтобы получилось верное описание наблюдаемого явления.

Выталкивающая сила, действующая на погружённое в газ тело, вычисляется по формуле: $F_{выт} = gρ_{г}V_{т}$. Плотность углекислого газа больше, меньше, чем плотность воздуха. Следовательно, на правый кубик со стороны окружающего газа действует большая, меньшая выталкивающая сила, чем на левый. Учитывая, что на кубики действуют одинаковые силы тяжести, можно сделать вывод: перевесит правый, левый кубик.

Задание 50.4. Четыре тела разной формы погружены в одинаковые измерительные цилиндры с одинаковым количеством воды. На какие тела действуют равные выталкивающие силы? Ответ обоснуйте.

2 и 4, судя по тому, что уровень жидкости в них равный.

51

Задание 51.1. Тело частично погружено в жидкость.
а) Закрасьте часть тела, погруженную в жидкость. Запишите формулу для вычисления выталкивающей (архимедовой) силы, действующей на это тело, используя нужные из приведенных ниже физических величин:
$F_{A}$ − архимедова сила;
$ρ_{т}$ − плотность материала тела;
$ρ_{ж}$ − плотность жидкости;
$V_{ж}$ − объём жидкости;
$V_{т}$ − объём всего тела;
$V_{тж}$ − объём части тела, погружённой в жидкость;
g − коэффициент пропорциональности в формуле.

$F_{А} = gρ_{ж}V_{тж}$.

б) Изобразите на рисунке архимедову силу.

 

Задание 51.2. Два кубика одинакового размера, но изготовленные из разных материалов, погружены в жидкость.
а) Закрасьте части кубиков, погружённые в жидкость.

 

б) Как отличаются объёмы закрашенных частей кубиков

$V_{тж1} = 2V_{тж2}$

в) Как отличаются по модулю архимедовы силы, действующие на кубики? Ответ обоснуйте. 

Архимедова сила для кубика 1 в 2 раза больше силы для кубика 2, так как объём погруженной в жидкость части кубика 1 в 2 раза больше объёма погруженной в жидкость части кубика 2.

Задание 51.3. Рассчитайте архимедову силу, действующую на камень объёмом $60 см^{3}$, полностью погруженный в воду.

Дано:
V = $60 см^{3}$;
$F_{A}$ − ?
СИ:
V = 0,00006 $м^{3}$;
Решение:
$F_{А} = gρ_{ж}V_{тж}$;
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$;
g ≈10 Н/кг;
$F_{А} = 10 * 1000 * 6 * 0,00006 = 0,6$ Н.
Ответ: 0,6 Н

Задание 51.4. Проделайте четыре виртуальных опыта с моделью «Выталкивающая сила как сумма контактных сил. Плавание тел», располагая в одной и той же жидкости кубики с ребром 20 см, изготовленные из разного материала. В каждом случае запишите в таблицу модули архимедовой силы $\overset{→}{F_{A}}$ и силы тяжести $\overset{→}{F_{тяж}}$, действующих на кубик. Проанализируйте результаты и сделайте вывод.

№ опыта           1                  2                 3                4
Вещество...    Алюминий Оргстекло Берёза Пенопласт
$F_{A}$, Н            80               80               80               80
$F_{тяж}$, Н         216             96               52                2
Вывод: во всех четырёх случаях архимедова сила одинакова, так как плотность жидкости, в которое погружено тело и объём погруженной части тела равны ($F_{А} = gρ_{ж}V_{т}$), а сила тяжести разная, потому что разная плотность веществ, из которых состоят тела (F= ρgV).

Задание 51.5. Кубик вначале подвесили на нити (рис. а), а затем опустили в сосуд с водой (рис. б).
а) Изобразите на обоих рисунках силы, действующие на кубик.

 

б) Впишите в текст недостающие буквы и знаки, чтобы получилось верное равенство.
Кубик в обоих случаях покоится, следовательно, равнодействующая сил, приложенных к кубику, в обоих случаях равна нулю:
рис. а: $R_{1} = F_{упр1} - F_{тяж} = 0$, отсюда $F_{упр1} = F_{тяж}$;

рис. б: $R_{2} = F_{упр2} + F_{A} - F_{тяж}$= 0,
отсюда $F_{упр2} = F_{тяж} - F_{A}$

Задание 51.6. Алюминиевый кубик массой 2,7 кг, подвешенный на нити, вначале погружён в воду полностью (рис. а), а затем наполовину (рис. б). Чему равна сила упругости нити в обоих случаях?

а) Дано:
m = 2,7 кг.
$F_{упр}$ − ?
Решение:
$F_{упр} = F_{тяж} - F_{A}$;
$F_{тяж}= mg$;
$F_{тяж}$= 2,7 * 10 = 27 Н;
$F_{А} = gρ_{ж}V_{т}$,
$V=\frac{m}{ρ}$;
$ρ_{ал}$ = 2700 кг/$м^{3}$;
$V=\frac{2,7}{2700} = 0,001 м^{3}$;
$ρ_{в}$ = 1000 кг/$м^{3}$;
$F_{А} = 10* 1000 * 0,001 = 10$ Н.
$F_{упр} = 27 - 10 = 17$ Н.
Ответ:17 Н.

б) Дано:
m = 2,7 кг;
$V_{погр} = \frac{1}{2}V_{т}$
$F_{упр}$ − ?
Решение:
$F_{упр} = F_{тяж} - F_{A}$;
$F_{тяж}= mg$;
$F_{тяж}$= 2,7 * 10 = 27 Н;
$F_{А} = gρ_{ж}V_{погр}$,
$V=\frac{m}{ρ}$;
$ρ_{ал}$ = 2700 кг/$м^{3}$;
$V=\frac{2,7}{2700} = 0,001 м^{3}$;
$ρ_{в}$ = 1000 кг/$м^{3}$;
$F_{А} = 10* 1000 * \frac{1}{2}*0,001 = 5$ Н.
$F_{упр}$ = 27 − 5 = 22 Н.
Ответ: 22 Н.

52

Задание 52.1. Одинаковые шарики опущены в разные жидкости. На каждом рисунке изобразите архимедову силу и силу тяжести, действующие на шарик, а также напишите, что будет с ним происходить, если известно, что:

а) $ρ_{ш}>ρ_{ж}$, шарик тонет ($F_{тяж}>F_{A}$) ;
б) $ρ_{ш}=ρ_{ж}$, шарик плавает ($F_{тяж}=F_{A}$) ;
в) $ρ_{ш}<ρ_{ж}$, шарик всплывает ($F_{тяж}<F_{A}$) .

 

Задание 52.2. Три кубика одинакового размера плавают в жидкости.
а) Закрасьте части кубиков, погружённые в жидкость. На какой из кубиков действует наименьшая архимедова сила? Ответ обоснуйте. 

Наименьшая архимедова сила действует на 3−й кубик, т.к. сила Архимеда зависит в т.ч. от об объёма погруженной в жидкость части тела, $V_{погр}$ у 3−го кубика меньше, чем у 1−го и 2−го.

б) Изобразите на рисунке в масштабе архимедову силу, действующую на каждый кубик. Масштаб выберите самостоятельно.

 

Задание 52.3. На весах уравновешены две гири – фарфоровая и стальная. Какая гиря перевесит при погружении их в воду?

Плотность фарфора 2300 кг/$м^{3}$, она меньше плотности стали - 7900 кг/$м^{3}$. Значит объём фарфоровой гири должен быть больше, чем у стальной, и Архимедова сила для нее будет тоже больше, а раз она будет больше выталкиваться, то в воде перевесит стальная гиря.

Задание 52.4. Ученик с помощью динамометра измерял вес P груза, погружая его в воду на разную глубину h. Данные, полученные учеником в этом эксперименте, приведены в таблице.

h, см  0    1      2      3       4      5
P, Н   0,3 0,22 0,14 0,06 0,06 0,06

а) На рисунке разным цветом изобразите все силы, действующие на груз в указанном положении. Запишите, какая из этих сил может меняться при погружении груза в воду, а какая − нет. 

может меняться сила упругости пружины динамометра и Архимедова сила, а сила тяжести меняться не может.

б) По данным таблицы постройте график зависимости веса тела от глубины его погружения.

  

в) Чему равна высота груза? Ответ обоснуйте.

3 см., потому что на этой отметке вес груза перестал уменьшаться.

Задание 52.5. Сплошной кубик из парафина с ребром 10 см плавает в воде. Определите глубину погружения кубика.

Дано:
а = 10 см.
h − ?
СИ:
а = 0,1 м.
Решение:
$F_{тяж}= F_{А}$;
$V_{погр}$ = а * а * h;
$V_{к} = a^{3}$;
$F_{А} = gρ_{в}V_{погр} = gρ_{в}a^{2}h$;
$F_{тяж}= gm = gρ_{к}V_{к} = gρ_{к}a^{3}$;
$gρ_{в}a^{2}h = gρ_{к}a^{3}$;
$h = \frac{gρ_{к}a^{3}}{gρ_{в}a^{2}}= \frac{ρ_{к}a}{ρ_{в}} $;
$ρ_{к} = 900 кг/м^{3}$;
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$;
$h = \frac{900 * 0,1}{1000} = 0,09$ м.
Ответ: 0,09 м.

53

Задание 53.1. Заполните пропуски в тексте.

Тело, плавающее в жидкости, своей подводной частью вытесняет столько жидкости, что её вес равен весу тела в воздухе. Плавающее в воде судно вытесняет своей подводной частью столько воды, что вес этой воды равен силе тяжести, действующей на судно с грузом. Глубина, на которую судно погружается в воду, называется осадкой. Наибольшая допустимая осадка отмечена на корпусе судна красной линией, которая называется ватерлинией. Вес воды, вытесняемой судном при погружении до ватерлинии, называется водоизмещением судна.

Задание 53.2. Масса лодки с сидящим в ней мальчиком составляет 120 кг. Какой объём воды вытесняет эта лодка, плывя по реке?

Дано:
m = 120 кг.
V − ?
Решение:
P = mg;
g ≈10 Н/кг;
P= 120 * 10 = 1200 Н;
P= $F_{A}$ = 1200 Н;
$F_{А} = gρ_{ж}V$;
$V = \frac {F_{А}}{gρ_{ж}}$;
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$;
$V = \frac {1200}{10 * 1000} = 0,12 м^{3}$.
Ответ: 0,12 $м^{3}$.

Задание 53.3. На кусок пенопласта длиной 2 м, шириной 1 м и толщиной 10 см кладут двухпудовую гирю (1 пуд ≈ 16 кг). Сможет ли гиря плавать на пенопластовом плоту, если плотность пенопласта 50 кг/$м^{3}$? Сделайте рисунок.

Дано:
a = 2 м;
b = 1 м;
c = 10 cм;
m = 2 пуда;
$ρ_{в} = 50 кг/м^{3}$;
$F_{A}$ ? $F_{тяж}$
Си:
c = 0,1 м;
m = 32 кг.
Решение:
$F_{тяж} = P_{гири} + P_{плота}$;
P=gm;
g ≈10 Н/кг;
$m_{плота} = ρV$;
$V_{плота}$ = a * b * c = 2 * 1 * 0,1 = 0,2 $м^{3}$;
$m_{плота} = 50 * 0,2 = 10$ кг;
$P_{плота} = 10 * 10 = 100$ Н;
$P_{гири} = 10 * 32 = 320$ Н;
$F_{тяж} = 100 + 320 = 420$ Н;
$F_{А} = gρ_{ж}V_{плота}$;
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$;
$F_{А} = 10 * 1000 * 0,2 = 2000$ Н.
$F_{A}$ > $F_{тяж}$;
Гиря сможет плавать на пенопластовом плоту.
Ответ: $F_{A}$ > $F_{тяж}$, гиря сможет плавать на пенопластовом плоту.

Задание 53.4. На плоту, изготовленном из соснового бруса, следует переправить груз массой 900 кг. Какова должна быть минимальная площадь плота, если брус в поперечном сечении имеет форму квадрата со стороной 20 см? Сделайте рисунок.

Дано:
$m_{гр}$ = 900 кг;
а = 20 см;
$ρ_{с} = 400 кг/м^{3}$;
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$.
$S_{пл}$чт − ?
Си:
а = 0,2 м.
Решение:
$F_{тяж} = F_{А}$;
$F_{А} = gρ_{в}V_{пл}$;
$F_{тяж} = g (m_{гр}+m_{пл})$;
$gρ_{в}V_{пл} = g (m_{гр}+m_{пл})$;
$ρ_{в}V_{пл} = m_{гр}+m_{пл}$;
$m_{пл} = ρ_{c}V_{пл}$;
$ρ_{в}V_{пл} = m_{гр}+ρ_{c}V_{пл}$;
$ρ_{в}V_{пл} - ρ_{c}V_{пл} = m_{гр}$;
$V_{пл}(ρ_{в}-ρ_{c}) = m_{гр}$;
$V_{пл}= \frac{m_{гр}}{(ρ_{в}-ρ_{c})}$;
$V_{пл} = \frac{900}{1000-400} = 1,5 м^{3}$;
$S = \frac{V_{пл}}{а}$;
$S = \frac{1,5}{0,2} = 7,5 м^{2}$;
Ответ: 7,5 $м^{2}$.

54

Задание 54.1. Заполните пропуски в тексте.

Воздушный шар поднимается в воздух если архимедова сила $\overset{→}{F_{A}}$, действующая на шар, больше, чем сила тяжести . По мере того как воздушный шар поднимается все выше и выше, действующая на него архимедова сила по модулю быстро уменьшается, также как и плотность окружающего шар воздуха. Чтобы шар продолжал подниматься вверх, необходимо уменьшить силу тяжести, действующую на него. Для этого с шара сбрасывают специально взятый балласт: масса шара становится меньше, а следовательно, уменьшается и сила тяжести. Шар будет двигаться обратно к земле, если уменьшить давление газа, что достигается благодаря уменьшению массы (а значит, и объема) газа в шаре.

Задание 54.2. Воздушный шар объёмом 45 $м^{3}$ наполнили горячим воздухом плотностью 0,9 кг/$м^{3}$. Плотность окружающего шар воздуха равна 1,3 кг/$м^{3}$. При какой максимальной массе оболочки шар может взлететь?

Дано:
$V_{ш} = 45 м^{3}$;
$ρ_{гв} = 0,9 кг/м^{3}$;
$ρ_{в} = 1,3 кг/м^{3}$.
$m_{o}$ − ?
Решение:
$m = m_{о} + m_{гв}$;
$m_{о} = m - m_{гв}$;
m = ρV;
m = 1,3 * 45 = 58,5 кг;
$m_{гв} = 0,9 * 45 = 40,5$ кг;
$m_{о}$ = 58,5 − 40,5 = 18 кг.
Ответ: 18 кг.

Задание 54.3. Воздушный шар объёмом 30 $м^{3}$ наполнен водородом плотностью 0,09 кг/$м^{3}$. Плотность окружающего шар воздуха равна 1,3 кг/$м^{3}$. Какова должна быть масса оболочки шара с грузом $m_{шг}$, чтобы шар начал равномерно подниматься в воздух?

Дано:
$V_{ш} = 30 м^{3}$;
$ρ_{вод} = 0,09 кг/м^{3}$;
$ρ_{в} = 1,3 кг/м^{3}$.
$m_{шг}$ − ?
Решение:
$m = ρ_{в} * V_{ш}$;
m = 1,3 * 30 = 39 кг;
$m = m_{вод} + m_{шг}$;
$m_{шг} = m -m_{вод} = m - ρ_{вод} * V_{ш}$;
$m_{шг} = 39 - 0,09 * 30 = 36,3$ кг.
Ответ: Масса оболочки шара с грузом должна быть менее 36,3 кг.

Задание 54.4. Воздушный шар объёмом 50 $м^{3}$ наполнили горячим воздухом плотностью 0,9 кг/$м^{3}$. Масса оболочки шара 12 кг. Плотность окружающего шар воздуха равна 1,3 кг/$м^{3}$. Вычислите максимальную массу груза $m_{г}$, который этот шар может поднять.

Дано:
$V_{ш} = 50 м^{3}$;
$ρ_{гв} = 0,9 кг/м^{3}$;
$m_{о}$ = 12 кг;
$ρ_{в} = 1,3 кг/м^{3}$.
$m_{г}$ − ?
Решение:
$F_{тяж} = F_{A}$;
$F_{тяж} = mg$;
$F_{А} = gρ_{в}V_{ш}$;
$m = m_{o} + m_{гв} + m_{г}$;
$m = ρ_{в} * V_{ш} = 1,3 * 50 = 65$ кг;
$m_{гв} = ρ_{гв} * V_{ш} = 0,9 * 50$ = 45 кг;
$m_{г} = m - m_{o} - ρ_{гв} * V_{ш}$;
$m_{г} = 65 - 12 - 45 = 8$ кг.
Ответ: 8 кг.

Задание 54.5. Воздушный шар объёмом 60 $м^{3}$ наполнили гелием плотностью 0,19 кг/$м^{3}$. Масса оболочки шара 15 кг. Плотность окружающего шар воздуха равна 1,3 кг/$м^{3}$. Вычислите подъёмную силу $F_{п}$ этого шара и максимальную массу груза $m_{г}$, который этот шар может поднять.

Дано:
$V_{ш} = 60 м^{3}$;
$ρ_{г} = 0,19 кг/м^{3}$;
$m_{о}$ = 15 кг;
$ρ_{в} = 1,3 кг/м^{3}$.
$F_{п}$ − ?
$m_{г}$ − ?
Решение:
$F_{А} = gρ_{в}V_{ш}$;
g ≈10 Н/кг;
$F_{А} = 10 * 1,3 * 60 = 780$ Н;
$m_{г} = ρ_{г} * V_{ш} = 0,19 * 60 = 11,4$ кг;
$P_{г} = m_{г} * g = 11,4 * 10 = 114$ Н;
$P_{o} = m_{o} * g = 15 * 10 = 150$ Н;
$F_{т} = P_{г} + P_{o} = 114 + 150 = 264$ Н;
$F_{п} = F_{А} - F_{т} = 780 - 264 = 516$ Н;
$m_{г} = \frac{F_{п}}{g} = \frac{516}{10} = 51,6$ кг.
Ответ: 516 Н; 51,6 кг.

55

Работа, мощность, энергия

Задание 55.1. Заполните пропуски в тексте, используя слова: тело; сила; работа.

В физике термин «механическая работа силы» используют как характеристику результата воздействия силы со стороны одного тела на другое, если при этом второе тело меняет своё положение в пространстве. Иногда вместо «работа силы» говорят «работа тела». Например, когда говорят о «работе локомотива», подразумевают «работу силы, приложенной к подвижному составу со стороны локомотива».

Задание 55.2. Штангист совершает различные действия. Поставьте знак «+», если в описанной ситуации штангист совершает над штангой положительную работу, знак «–» – если отрицательную, и число «0», если работа над штангой не совершается.

0 Штангист держится за штангу, лежащую на полу.
+ Штангист равномерно поднимает штангу.
+ Штангист удерживает штангу над головой.
- Штангист равномерно опускает штангу.

Задание 55.3. При помощи механизма равномерно поднимают груз вертикально вверх на высоту 2 м, прикладывая силу 500 Н. Какую работу при этом совершает приложенная к грузу сила?

Дано:
S = 2 м;
F = 500 Н.
A − ?
Решение:
Решение: направление движения тела совпадает с направлением силы $\overset{→}{F}$, следовательно, работа силы равна
A = FS;
А = 500 * 2 = 1000 Дж.
Ответ: 1000 Дж.

Задание 55.4. Мраморную плиту объёмом 2 $м^{3}$ равномерно поднимают вверх на высоту 4 м с помощью троса. Какую работу при этом совершает сила тяжести, действующая на плиту?

Дано:
S = 4 м;
V = 2 $м^{3}$;
$ρ_{мр} = 2700 кг/м^{3}$.
А − ?
Решение:
Решение: направление движения плиты противоположно направлению действия силы тяжести, следовательно,
A = − FS;
F = mg;
m = ρV;
A = −ρVgS;
g ≈10 Н/кг;
А = − 2700 * 2 * 10 * 4 = − 216 000 Дж = − 216 кДж.
Ответ: − 216 кДж.

Задание 55.5. Запишите значения работы в указанных единицах.

2000 Дж = 2 кДж
7 870 000 Дж = 7,87 МДж
0,05 Дж = 50 мДж
0,00043 Дж = 430 мкДж

Задание 55.6. Какую работу совершит мальчик, равномерно переместив санки на расстояние 5 м, прикладывая в горизонтальном направлении силу 3 Н? Какую работу при этом совершит сила трения, действующая на санки?

Дано:
S = 5 м;
F = 3 Н.
А − ?
Решение:
Если мальчик двигался равномерно, то работа мальчика по перемещению санок равна работе силы трения.
A = FS;
А = 3 * 5 = 15 Дж.
Ответ: 15 Дж.

56

Задание 56.1. Какова средняя мощность силы, если:
а) работа 2 Дж совершается за 2 с;

$N_{ср}=\frac{A}{t} = \frac{2}{2}$ = 1 Вт.

б) работа 10 Дж совершается за 0,5 с?

$N_{ср}=\frac{A}{t} = \frac{10}{0,5}$ = 20 Вт.

Задание 56.2. Выберите верное утверждение.
Мощность силы в том случае больше, когда сила совершает ... .

х ту же работу за меньшее время
☐ ту же работу за большее время
☐ меньшую работу за то же время

Задание 56.3. Сравните мощности двух механизмов, выразив вначале их значения в единицах СИ, а затем поставив между ними подходящие по смыслу знаки.

Механизм №1    СИ             >, =, <     Механизм №2      СИ
22 кВт                22000 Вт       <                0,22 МВт        220000 Вт
140 000 мВт     140 Вт             =               0,14 кВт          140 Вт

Задание 56.4. Мощность ракетного двигателя 15 000 кВт. Какую работу он совершает за 10 с полёта?

Дано:
N = 15 000 кВт;
t = 10 c;
А − ?
СИ:
N = 15 000 000 Вт;
Решение:
$N=\frac{A}{t}$;
А = Nt;
А = 15 000 000 * 10 = 150 000 000 Дж = 150 МДж.
Ответ: 150 МДж.

Задание 56.5. Какую мощность развивает сила при равномерном поднятии груза массой 100 кг на высоту 0,5 м за 0,4 с?

Дано:
m = 100 кг;
S = 0,5 м;
t = 0,4 c;
N − ?
Решение:
$N=\frac{A}{t}$;
A = FS;
F = mg;
g ≈10 Н/кг;
$N=\frac{mgS}{t}$;
$N=\frac{100 * 10 * 0,5}{0,4} = 1250$ Вт.
Ответ: 1250 Вт.

Задание 56.6. Рабочие равномерно тянут тележки разной массы, прикладывая к ним разные силы тяги $\overset{→}{F_{1}}$ и $\overset{→}{F_{2}}$. На рисунке изображены в масштабе силы, действующие на тележки со стороны рабочих, и скорости тележек. Сравните мощности сил $\overset{→}{F_{1}}$ и $\overset{→}{F_{2}}$. Ответ поясните.

$N=\frac{A}{t}$;
A = FS;
$v = \frac{S}{t}$;
$N=\frac{FS}{\frac{S}{v}} = Fv$;
$N_{1}=2F * 4v = 8 Fv$;
$N_{2}=4F * 2v = 8 Fv$.

Мощности сил одинаковые. Во сколько раз сила $F_{2}$ больше силы $F_{1}$, во столько же скорость $v_{1}$ больше $v_{2}$, а работа силы $F_{1}$ будет равна работе силы $F_{2}$ .

Задание 56.7. Докажите, что если направление приложенной к телу силы совпадает с направлением скорости этого тела при равномерном движении, мощность этой силы равна.
$N = Fv$

$N=\frac{A}{t}$;
A = FS;
$v = \frac{S}{t}$;
$N=\frac{FS}{\frac{S}{v}} = Fv$.

57

Задание 57.1. Заполните пропуски в тексте.

В быту, строительстве и других видах своей деятельности человек использует различные приспособления, которые позволяют получить выигрыш в силе или просто изменить направление действия силы. Приспособления, служащие для преобразования силы, называются механизмами.

Задание 57.2. Перечислите три простых механизма и приведите примеры их использования.

1) рычаги – весы, ножницы;
2) наклонная плоскость – используют для поднятия тяжелых грузов на высоту;
3) блоки (бывают подвижными и неподвижными) – использование на стройках для поднятия груза.

58

Задание 58.1. а) Отметьте на рисунках точкой О неподвижную точку рычага (точку опоры).
б) Изобразите силы, действующие на рычаг со стороны человека и груза.

 

Задание 58.2. На каждом рисунке точкой О обозначена точка опоры. Покажите плечо каждой силы, действующей на рычаг, и обозначьте его соответственно $l_{1}$ или $l_{2}$.

Задание 58.3. На рычаг, находящийся в равновесии, действуют две силы $\overset{→}{F_{1}}$ и $\overset{→}{F_{2}}$., имеющие плечи $l_{1}$ и $l_{2}$. соответственно. Зачеркните все ошибочные алгебраические выражения.

 

Задание 58.4. В точке А к рычагу подвешено два груза массой по 102 г. Груз какой массы надо подвесить в точке В для того, чтобы рычаг сохранил равновесие?

$F_{А}l_{А} = F_{В}l_{В}$
Плечо $l_{А}$ больше плеча $l_{В}$ в 2,5 раза, следовательно, сила $F_{В}$ должна быть больше силы $F_{А}$ в 2,5 раза. К точке В надо подвесить груз 510 г. 

Задание 58.5. Какую силу показывает динамометр в каждом случае, если рычаг находится в равновесии? Масса каждого груза 102 г.

а) Дано:
$F_{1}$ = 4 Н;
$\frac{l_{1}}{l_{2}} = \frac{2}{3}$;
$F_{2}$ − ?
Решение:
$F_{1}l_{1} = F_{2}l_{2}$;
$F_{2} = \frac{F_{1}l_{1}}{l_{2}}$;
$F_{2} = 4 * \frac {2}{3} = 2,7$ Н.
Ответ. 2,7 Н.

б) Дано:
$F_{1}$ = 3 Н;
$\frac{l_{1}}{l_{2}} = \frac{2}{4}$;
$F_{2}$ − ?
Решение:
$F_{1}l_{1} = F_{2}l_{2}$;
$F_{2} = \frac{F_{1}l_{1}}{l_{2}}$;
$F_{2} = 3 * \frac {2}{4} = 1,5$ Н.
Ответ: 1,5 Н.

59

Задание 59.1. Выберите правильное окончание определения момента силы.
Момент силы – это…

☐ время приложения силы
☐ место приложения силы
☐ отношение модуля силы к плечу этой силы
х произведение модуля силы на плечо этой силы

Задание 59.2. На рисунке показаны рычаги, к которым приложены силы.

а) Обведите буквенное обозначение каждой силы, вращающей рычаг по ходу часовой стрелки, значком Задание рисунок 3, а против хода часовой стрелки − значком 
б) Отметьте знаком "+" рычаги, которые находятся в равновесии.

 

Задание 59.3. Выберите правильное утверждение.
Единицей момента силы в СИ является … .

х 1 Н * м
☐ $1\frac{Н}{м}$
☐ 1 Н * м * с
☐ $1\frac{Н}{м * с}$

Задание 59.4. Определите момент силы, равной по модулю 40 Н, плечо которой 4 см.

M = Fl = 40 Н * 0,04 м = 1,6 Н*м.

Задание 59.5. На рычаг действуют две силы: 10 Н и 6 Н. Плечо каждой силы соответственно равно 24 см и 40 см. Первая силы вращает рычаг по ходу часовой стрелки, вторая – против хода часовой стрелки. Находится ли рычаг в равновесии? Ответ обоснуйте. 

M = Fl;
$М_{1}$ = 10 * 0,24 = 2,4 Н * м;
$М_{2}$ = 6 * 0,4 = 2,4 Н * м.

Рычаг находится в равновесии, т.к. моменты сил одинаковы.

60

Задание 60.1. Рабочий удерживает рычаг малой массы в равновесии, прикладывая силу F. На рисунке схематично показаны силы, действующие на рычаг со стороны руки, опоры и груза. Силу тяжести, действующую на рычаг, не учитываем, так как его масса мала. Выполните задания.
а) Рычаг неподвижен, значит, действие сил, направленных вниз, уравновешено действием силы, направленной вверх. Расставьте знаки, чтобы получилось верное равенство: F ☐ P ☐ $F_{упр}$

F + P = $F_{упр}$

б) Обозначьте на рисунке точку опоры рычага и покажите плечо каждой силы, действующей на рычаг.

 

в) Запишите, какая сила вращает рычаг по ходу часовой стрелки _, а какая − против хода часовой стрелки _.

Запишите, какая сила вращает рычаг по ходу часовой стрелки P, а какая − против хода часовой стрелки F.

г) Запишите условие равновесия рычага.

 $M_{1} = M_{2}$;
$F_{1}*l_{1} = P*l_{2}$.

Задание 60.2. Человек удерживает на палке груз массой 5 кг. Определите силу давления F палки на плечо. Массой палки пренебречь.
а) Вычислите вес груза: P __ Н.

P = mg = 5 кг * 10 Н/кг = 50 Н.

б) На рисунке покажите все силы, действующие на палку: со стороны кисти руки ($\overset{→}{F_{к}}$), плеча ($\overset{→}{F_{упр}}$) и груза ($\overset{→}{P}$).
в) Обозначьте на рисунке точку опоры рычага и покажите плечо каждой силы.

 

г) Запишите условие равновесия рычага.

$M_{1} = M_{2}$;
$F_{к}*l_{1} = P*l_{2}$.

д) Рассчитайте силу, с которой кисть удерживает палку.

$F_{к}$ = $\frac{ P*l_{2}}{l_{1}} = P * \frac{l_{2}}{l_{1}} = 50 * \frac{2}{1}$ = 100 Н.

е) Рассчитайте $F_{упр}$, с которой плечо действует на палку. Поскольку палка неподвижаа, то действие направленных вниз сил $F_{к}$ и Р уравновешено действием направленной вверх силы $F_{упр}$. Следовательно,

$F_{упр} = F_{к} + P = 100 + 50 = 150$ Н

ж) Определите силу давления F палки на плечо. Поскольку сила, с которой палка действует на плечо, равна силе действия плеча на палку, то F = __ Н.

$F = F_{упр} = 150$ Н

Задание 60.3. Рабочий поднимает груз одинаковой массы с помощью веревки (рис. а) и рычага малой массы (рис. б). Оцените по рисунку, во сколько раз меньшую силу прикладывает рабочий во втором случае, чем в первом.

В 6 раз, так как рука на отметке 6 делений, значит плечо силы увеличилось в 6 раз.

Задание 60.4. Легкий рычаг находится в равновесии под действием веса груза массой 500 г и силы давления штока АВ поршня, с помощью которого газ удерживается в закрытом сосуде.
а) На рисунке отметьте точку опоры рычага, изобразите силы, действующие на рычаг, и покажите плечи этих сил.
б) Вычислите давление газа под поршнем. Площадь поршня равна 8 $см^{2}$, атмосферное давление 100 кПа.

а)
б) Дано:
m = 500 г;
S = 8 $см^{2}$;
$p_{атм}$ = 100 кПа;;
$l_{1}$ = 10 см;
$l_{2}$ = 80 см;
g ≈10 Н/кг.
p − ?
СИ:
m = 0,5 кг;
S = 0,0008 $м^{2}$;
$p_{атм}$ = 100 000 Па;
$l_{1}$ = 0,1 м;
$l_{2}$ = 0,8 м.
Решение:
$М_{1} =M_{2}$;
$M_{2} = F_{2}*l_{2}$;
$F_{2}= mg$;
$M_{2} = mgl_{2}$;
$M_{2} = 0,5 * 10 * 0,8 = 4$ Н * м;
$М_{1} = F_{1}*l_{1}$;
$F_{1} = F_{г} - F_{атм} $;
$F_{1} = pS - p_{атм}S = S * (p - p_{атм})$;
$M_{2} = М_{1} = l_{1} * S * (p - p_{атм})$;
$p - p_{атм} = \frac{M_{2}}{ l_{1} * S}$;
$p - p_{атм} = \frac {4}{0,1 * 0,0008} = 50 000$ Па;
p = 50 000 + 100 000 = 150 000 Па = 150 кПа.
Ответ: 150 кПа

61

Задание 61.1. Заполните пропуски в тексте.

а) С помощью неподвижного лёгкого блока (рис. а) рабочий не получает выигрыша в силе, но меняет направление действия силы.
На рисунке б этот блок представлен как рычаг, где точка О является точкой опоры‚ отрезок AO определяет плечо силы $\overset{→}{F}$, а отрезок OB − плечо силы $\overset{→}{P}$. Из рисунка б видно, что плечи указанных сил равны между собой, поэтому этот рычаг выигрыша в силе не даёт .

б) С помощью подвижного блока (рис.в) рабочий получает выигрыш в силе. На рисунке г этот блок представлен как рычаг, где точка С является его точкой опоры, отрезок CD определяет плечо силы $\overset{→}{F}$, а отрезок CE − плечо силы $\overset{→}{P}$. Плечо силы $\overset{→}{F}$ в 2 раза больше, чем плечо силы $\overset{→}{P}$, поэтому при равномерном подъёме груза сила F в 2 раза меньше, чем вес груза Р, что свидетельствует о выигрыше в силе.

Задание 61.2. Груз какой максимальной массы можно поднять с помощью подвижного лёгкого блока, прикладывая к верёвке силу 200 Н? Массой блока пренебречь. Ответ обоснуйте.

F = 200 Н.
Подвижный блок даёт выигрыш в силе в 2 раза.
$F = \frac{P}{2}$;
P = 2F;
P = 2 * 200 = 400 Н;
$m= \frac{P}{g} = \frac{400}{10} = 40$ кг.

Задание 61.3. На рисунке показан подвижный блок, с помощью которого равномерно поднимают груз.
а) На рисунке отметьте точку опоры рычага, соответствующего этому блоку, изобразите действующие на него силы и покажите плечи этих сил.
б) Определите массу груза. Массой блока пренебречь. Ответ обоснуйте.

а)

б) F = 2 Н;
P = 2 F = 2 * 2 = 4 Н;
$m = \frac{P}{g} = \frac{4}{10} = 0,4 $ кг.

Задание 61.4. На рисунке показана система из двух блоков, которая часто используется на практике.
а) Опишите, какие блоки здесь использованы и какую функцию выполняет каждый из них. 
б) Рассчитайте, с какой силой рабочий тянет за свободный конец верёвки, если масса бадьи с раствором 30 кг. Силу трения и массу верёвки с блоком не учитывайте.

а) Использованы неподвижный и подвижный блоки. Подвижный блок даёт выигрыш в силе. Неподвижный блок изменяет направление силы.

б) Дано:
m = 30 кг
F − ?
Решение:
P = mg;
g ≈10 Н/кг
P = 30 * 10 = 300 Н;
$F = \frac{P}{2}$;
$F = \frac{300}{2} = 150$ Н.
Ответ. 150 Н.

62

Задание 62.1. Рабочий использует неподвижный блок для подъема груза массой 12 кг на высоту 2 м, держа веревку так, что она образует с вертикалью угол 0°C (рис. а), 45°C (рис. б) и 60°C (рис. в). Какую работу совершает рабочий в каждом случае? Ответ поясните. 

В каждом случае рабочий совершает одинаковую работу, так как плечо силы не изменилось.

Задание 62.2. Груз массой 204 г поднимают на высоту 50 см вначале только с помощью нити, а затем с помощью нити и подвижного блока.
а) Сделайте схематические рисунки, иллюстрирующие оба опыта.
б) Определите для каждого случая:
какую силу прикладывают к нити __ ;
какую работу совершают при подъёме груза __ .

а)

б) $F_{1}$ = 2 Н;
$F_{2}$ = $\frac{F_{1}}{2} = 1$ Н;
$А_{1} = F_{1} * S$ = 2 Н * 0,5 = 1 Дж;
$А_{2} = F_{2} * 2S$ = 1 * 1 = 1 Дж.

 

Задание 62.3. Двое рабочих равномерно поднимают ведра с раствором, массой 14 кг каждое, с земли на высоту 4 м: первый – стоя на земле, при помощи системы блоков, второй – высунувшись из окна и подтягивая ведро только с помощью веревки.
а) Определите механическую работу, которую совершает при подъёме ведра каждый рабочий.

$A_{1} = F_{1} * S_{1} = \frac{mg}{2}S_{1} = \frac{14 * 10}{2} * 8$ = 560 Дж.
$A_{2} = F_{2} * S _{2} =mgS _{2} = 14 * 10 * 4$ = 560 Дж.

б) Кто из рабочих получает выигрыш в силе:

первый рабочий

в работе: _ ?

никто

в) Какую работу затратил бы на подъём ведра первый рабочий, если бы использовал тольно неподвижный блок? Ответ поясните. __

$A_{1} = F_{1} * S _{1} =mgS _{1} = 14 * 10 * 4$ = 560 Дж.

Вывод: 

выигрыша в работе система блоков не дает.

63

Задание 63.1. Заполните пропуски в тексте.

Равновесием тела называют такое состояние тела, при котором действующие на него силы обеспечивают его неподвижность в данной системе отсчёта. К таким силам относятся: сила упругости со стороны опоры (подвеса) и равнодействующая сил тяжести, действующих на различные части тела. Сила упругости приложена к телу в месте соприкосновения опоры и тела. Равнодействующая сил тяжести приложена к телу в точке, являющейся центром тяжести тела.
Если плоское тело в горизонтальном положении расположить на острие карандаша так, чтобы карандаш упирался в заранее определённый центр тяжести этого тела (точка С на рис. а и б), то тело будет сохранять равновесие и не упадёт. Это происходит потому, что моменты действующих на тело сил (силы упругости и равнодействующей сил тяжести) равны нулю.
Положение центра тяжести тела относительно границ самого тела всегда остаётся на том же месте и не зависит от положения тела относительно Земли. Например, в положении, изображённом на рисунке в, центр тяжести тела находится в той же точке С, что и на рисунках а и б.

Задание 63.2. На рисунке отметьте центр тяжести каждой плоской фигуры, находящийся в точке пересечения диагоналей (рис. а, б), диаметров ( рис. в) или медиан (рис. г).

Задание 63.3. Проделайте опыт по определению положения центра тяжести треугольника, вырезанного из картона. Подвесьте треугольник на нити за одну из вершин и прикрепите к той же вершине отвес. Проведите вдоль отвеса вертикальную линию на треугольнике. Затем подвесьте фигуру вместе с отвесом за другую вершину, проведите ещё вертикальную линию и обозначьте точку пересечения этих линий (см. рис.). Точка С является центром тяжести картонного треугольника.
Ответьте на вопросы.
а) Определите, является ли точка С точкой пересечения медиан треугольника.
б) Останется ли в равновесии картонная фигура, если её в горизонтальном положении поместить на острие вертикально стоящего карандаша в центре тяжести — точке С?
в) В какой точке на плоскую фигуру будет действовать сила упругости со стороны карандаша?
г) В какой точке на плоскую фигуру будет действовать равнодействующая сил
тяжести?
д) Если сместить точку опоры карандаша из точки С в любую другую точку, будет ли находиться в равновесии картонная фигура? Почему?
Приклейте в тетрадь треугольник, с которым вы проводили эксперимент.

а) Является

б) Останется в равновесии

в) В точке соприкосновения фигуры и карандаша − точке С

г) В центре тяжести − точке С

д) Фигура не будет находиться в равновесии, так как силы не уравновешивают друг друга.

Задание 63.4. На рисунках изображены плоские металлические фигуры и отмечены силы тяжести, действующие на их отдельные части.
На каждом рисунке:
а) отметьте положение центpa тяжести всей фигуры;
б) нарисуйте равнодействующую указанных на рисунке сил — силу тяжести, действующую на всю фигуру, в масштабных единицах.

 

Задание 63.5. а) Заполните пропуски в тексте.

а) На рисунке изображены два камня. На верхний камень действуют две силы − сила тяжести ($\overset{→}{F_{тяж}}$) и сила упругости ($\overset{→}{F_{упр}}$) со стороны нижнего камня. Известно, что $\overset{→}{F_{тяж}}$, являющаяся равнодействующей многих сил тяжести, действующих на отдельные части камня, направлена вертикально вниз и приложена к центру тяжести камня.
$\overset{→}{F_{упр}}$ направлена вертикально вверх и приложена к верхнему камню в точке соприкосновения двух камней − в точке О.
Так как верхний камень неподвижен, то:
$\overset{→}{F_{упр}}$ по модулю равна $\overset{→}{F_{тяж}}$.
Поскольку верхний камень находится в равновесии, то действующие на нето $\overset{→}{F_{тяж}}$ и $\overset{→}{F_{упр}}$ направлены вдоль одной прямой и, следовательно, центр тяжести этого камня расположен также на этой вертикали.

б) Отметьте на рисунке точку на изображённой вертикали, в которой может находиться центр тяжести верхнего камня. Ответ обоснуйте.


Чем ниже центр тяжести, тем устойчивее камень. Если не принимать во внимание формы, которые мы не можем оценить по рисунку (стороны камня, обращенные к нам и от нас), то центр тяжести с большой долей вероятности лежит на пересечении вертикали и прямой, соединяющей самые выступающие части камня.

64

Задание 64.1. Заполните пропуски в тексте.

Если тело имеет одну точку опоры, то равновесие тела может быть неустойчивым, устойчивым и безразличным. Центр тяжести тела при устойчивом равновесии расположен ниже оси, вокруг которой происходит вращение тела, а при неустойчивом равновесии − выше оси вращения. В обоих этих состояниях момент силы тяжести относительно оси вращения равен нулю, поэтому тело не вращается и остаётся неподвижным.
При малом отклонении тела из положения устойчивого равновесия момент силы тяжести относительно оси вращения становится отличным от нуля, что заставляет тело вернуться в исходное состояние.
При малом отклонении тела из положения неустойчивого равновесия момент силы тяжести также становится отличным от нуля, но возникающий момент сил мешает телу вернуться в исходное состояние.
При безразличном равновесии ось вращения тела всегда проходит через его центр тяжести. При малом отклонении тела из положения безразличного равновесия момент силы тяжести, действующей на это тело, будет оставаться равным нулю, никак не влияя на дальнейшее поведение тела.

Задание 64.2. Обозначьте на каждом рисунке положение центра тяжести тела (точка С) и ось вращения этого тела (точка О). Напишите вид равновесия, в котором находится каждое тело.


а) неустойчивое б) устойчивое в) безразличное

Задание 64.3. На рисунке изображён металлический брусок в форме параллелепипеда в двух различных положениях.
а) Определите положение центра тяжести бруска в каждом случае.
б) Нарисуйте положение бруска и его центра тяжести, если брусок привести в неустойчивое равновесие.
в) С помощью транспортира измерьте величину угла поворота, необходимого для приведения бруска в неустойчивое равновесие, и результат запишите около рисунка.
Какое положение бруска является наиболее устойчивым? Ответ объясните.

а) 


Наиболее устойчивым является положение 1, в нем центр тяжести расположен ближе всего к опоре.

Задание 64.4. Компьютерная модель «Устойчивость тел на плоскости» (см. раздел «Механика» в электронном пособии) позволяет изучить условия устойчивости составного тела из двух поставленных друг на друга кубиков разной плотности.
Проведите два виртуальных эксперимента. В первом опыте сверху расположите кубик плотностью 1 ед. (высотой 30 ед.), а снизу — кубик плотностью 5 ед. (высотой 30 ед.). Во втором опыте кубики разной плотности поменяйте местами. В каждом эксперименте выполните следующие действия.
1. Определите положение центра тяжести составного тела. На рисунке в тетради в масштабе изобразите силы тяжести, действующие на отдельные кубики, и равнодействующую этих сил.
2. На экране монитора постепенно увеличивайте угол наклона плоскости, на которой стоят кубики, до тех пор, пока прямая, вдоль которой направлена равнодействующая сил тяжести, не выйдет за пределы площади опоры и тело не упадёт.
3. Запишите в тетради величину угла поворота, необходимого для приведения
составного тела в неустойчивое равновесие, и изобразите это положение тела на рисунке.
Сделайте вывод, в каком случае составное тело из двух кубиков находится в более устойчивом положении.

Вывод: чем ниже центр тяжести тела, тем оно более устойчиво.

Задание 64.5. На машине нужно перевезти деревянные и железные бруски одних и тех же размеров. Как следует эти бруски расположить в кузове, чтобы устойчивость машины была наибольшей? Ответ обоснуйте.

Деревянные бруски нужно положить сверху на железные, чтобы центр тяжести был как можно ниже.

Задание 64.6. Какая из приведённых на рисунке конструкций детских ходунков более устойчива? Ответ обоснуйте.

Ответ б).
В ходунках а) центр тяжести ребенка будет слишком высоко, а в ходунках б) на уровне центра тяжести ребенка получается загородка и общий центр тяжести всей конструкции с ребенком смещается ниже.

65

Задание 65.1. Рабочий закатывает тележку массой m = 50 кг на платформу высотой h = 80 см, прикладывая силу F = 125 Н. Длина наклонной плоскости l = 4 м. Определите КПД механизма.

Дано:
m = 50 кг;
h = 80 см;;
F = 125 Н
l = 4 м;
η − ?
СИ:
h = 0,8 м.
Решение:
$η =\frac{А_{п}}{А_{з}}$ * 100%;
$А_{п} = P * h$;
P = gm;
g ≈10 Н/кг;
$А_{п} = gmh =10 * 50 * 0,8 = 400$ Дж;
$А_{з} = F * l$;
$А_{з} = 125 * 4 = 500$ Дж;
$η =\frac{400}{500}$ * 100% = 80%.
Ответ: 80 %.

Задание 65.2. По наклонной плоскости длиной l = 80 см поднимают равномерно брусок массой 102 г. При этом измеряют силу $\overset{→}{F}$, приложенную к бруску вдоль наклонной плоскости, и меняют высоту h наклонной плоскости. Полученные результаты измерений занесены в таблицу.

№ опыта       1      2     3        4
h, см             10    20    30     40
F, Н               0,2   0,4   0,5    0,6
$А_{п}$, Дж  0,1   0,2   0,3    0,4
$А_{з}$, Дж  0,16 0,32  0,4   0,48
η                    0,63 0,63 0,75 0,83

Заполните таблицу, рассчитав для каждого опыта:

полезную работу $А_{п} = P * h = mgh$;;
затраченную работу $А_{з} = F * l$;
коэффициент полезного действия $η =\frac{А_{п}}{А_{з}}$ * 100%.

Вывод: с увеличением высоты наклонной плоскости её КПД возрастает .
Во всех опытах затраченная (полная) работа больше полезной, а КПД меньше 1.

Задание 65.3. Допишите текст,

Подвижный идеальный блок не даёт в работе ни выигрыша, ни проигрыша. На практике же дело обстоит иначе: затраченная (полная) работа по подъёму груза с использованием реального блока больше полезной работы, потому что нет выигрыша в силе.

66

Задание 66.1. Заполните пропуски в тексте.

Если тело или несколько взаимодействующих тел могут совершить работу, то говорят, что они обладают энергией. Единицей энергии в СИ является та же единица, что и единица механической работы, а именно Джоуль.
Сжатая пружина, распрямляясь, способна совершить механическую работу, например подбросить груз, следовательно, сжатая пружина обладает энергией. Поднятый над землёй мяч при падении способен совершить работу, например, образовать лунку, значит, он обладает энергией.
Любое движущееся тело также обладает энергией, так как при столкновении с другим телом происходит их деформация или телу придаётся скорость.

Задание 66.2. Выразите значения энергии в указанных единицах.

7 кДж = 7000 Дж
0,54 МДж = 540000 Дж
0,37 Дж = 370 мДж
20 мДж = 0,02 Дж
68 гДж = 6800 Дж
0,008 Дж = 8000 мкДж
130 Дж = 1,3 гДж
400 мкДж = 0,0004 Дж
700 Дж = 0,7 кДж
970 000 Дж = 0,97 Мдж

67

Задание 67.1. Заполните пропуски в тексте, используя слова и формулы: положение; mgh; работа; mg(H + h).

Энергия — это физическая величина, показывающая, какую работу может совершить тело. Потенциальная энергия определяется взаимным положением взаимодействующих тел. Например, девочка сидит на скамейке высотой Н и держит в руках книгу массой m. При этом книга находится на высоте h относительно поверхности скамейки. Относительно поверхности земли книга обладает потенциальной энергией, равной mg(H + h), однако относительно поверхности скамейки потенциальная энергия книги равна mgh.

Задание 67.2. Поставьте знак "+" в ячейки таблицы, если тело обладает соответствующей энергией.

Тело                       Потенциальная       Потенциальная          Кинетическая 
                               энергия тела           энергия упругого         энергия тела
                                 относительно         деформированного
                               поверхности земли    тепа 
Сжатая пружина,
лежащая на земле                                         +
Мяч, катящийся
по дорожке                                                                                           +
Диск, летящий
в воздухе                            +                                                                +
Ветка на дереве,
согнутая ветром                 +                                                                +
Бабочка, сидящая
на цветке                            +
Журавль, летящий
в небе                                 +                                                                 +

Задание 67.3. Обозначьте на рисунке точки, где потенциальная энергия воланчика имеет максимальное (max) и минимальное (min) значения.

 

Задание 67.4. Определите потенциальную энергию гири относительно поверхности стола $E_{п1}$ и пола $E_{п2}$.

Дано:
m = 2 кг;
$h_{1}$ = 50 см;
$h_{2}$ = 0 м;
$Е_{п1}$ − ?
$Е_{п2}$ − ?
СИ:
$h_{1}$ = 0,5 м.
Решение:
$Е_{п} = gmh$;
g ≈10 Н/кг
$Е_{п1} = 10 * 2 * 0,5 = 10$ Дж.
$Е_{п2} = 10 * 2 * 0 = 0$ Дж.
Ответ: 10 Дж; 0 Дж.

Задание 67.5. Шмель массой 10 г летит со скоростью 2 м/с на высоте 80 см над поверхностью земли. Рассчитайте кинетическую и потенциальную энергию шмеля относительно поверхности земли.

Дано:
m = 10 г;
$v$ = 2 м/с;
h = 80 см.
$Е_{п}$ − ?
$Е_{к}$ − ?
Си:
m = 0,01 кг;
h = 0,8 м.
Решение:
$Е_{п} = gmh$;
g ≈10 Н/кг
$Е_{п} = 10 * 0,01 * 0,8 = 0,08$ Дж;
$E_{к}=\frac{mv^{2}}{2}$;
$E_{к}=\frac{0,01 * 2^{2}}{2} = 0,02$ Дж.
Ответ: 0,02 Дж; 0,08 Дж.

68

Задание 68.1. Заполните пропуски в тексте.

В природе и технике часто происходят превращения одного вида энергии в другой. Если мяч подбросить вертикально вверх с поверхности земли, то в начальный момент он обладает скоростью, а значит, и кинетической энергией, но потенциальная энергия мяча относительно поверхности земли равна нулю. При подъёме вверх скорость мяча уменьшается‚ следовательно, и кинетическая энергия уменьшается. При этом увеличивается расстояние до поверхности земли, что приводит к увеличению потенциальной энергии мяча.

Если пренебречь силой сопротивления воздуха, то во время полёта механическая энергия мяча $Е = E_{п} + E_{к}$ не меняется. Следовательно, кинетическая энергия мяча, находящегося у поверхности земли, равна потенциальной энергии мяча в наивысшей точке подъёма.

Задание 68.2. Мяч падает балкона (точка 1), расположенного на высоте Н относительно поверхности земли. Во время падения мяч пролетает точку 2 (на высоте $\frac{H}{4}$) и касается поверхности земли в точке 3. Потенциальная энергия мяча в точке 1 равна 40 Дж.
а) Заполните пропуски в тексте.

В точке 1 потенциальная энергия мяча, $E_{п1}$ = 40 Дж, кинетическая энергия $E_{к1}$ = 0 Дж, механическая энергия E = 40 Дж. Доля потенциальной энергии от механической составляет $\frac{E_{п}}{E}$ = 100 %, а доля кинетической энергии от механической: $\frac{E_{к}}{E}$ = 0 %.
В точке 2 потенциальная энергия мяча $E_{п2}$ = 10 Дж, механическая энергия не изменилась, следовательно, кинетическая энергия $E_{к2}$ = 30 Дж. Доля потенциальной энергии от механической составляет 25 %, а доля кинетической энергии − 75 %.
В точке 3 потенциальная энергия мяча $E_{п3}$ = 0 Дж, механическая энергия E = 40 Дж, кинетическая энергия $E_{к3}$ = 40 Дж. Доля потенциальной энергии от механической составляет 0 %, а доля кинетической энергии −100 %.

б) Постройте диаграмму, характеризующую соотношение между потенциальной, кинетической и механической энергией мяча в точках 1, 2 и 3 траектории. Для этого на рисунке закрасьте столбики нужной высоты, используя для потенциальной энергии синий цвет, для кинетической − зелёный, для механической − чёрный.

 

Задание 68.3. Камешек массой 50 т, подброшенный с поверхности земли вертикально вверх со скоростью 6,3 м/с, достиг максимальной высоты $h_{мах}$ = 2 м.
а) Пренебрегая сопротивлением воздуха, вычислите потенциальную $E_{п}$, кинетическую $E_{к}$, и механическую E энергию камешка (с точностью до десятых) на разной высоте h относительно поверхности земли. Считайте g = 10 Н/кг.
Указание: ячейки таблицы можно заполнять в любом порядке.

$Е_{пА} = gmh$ = 10 * 0,05 * 0 = 0 Дж
$E_{кА}=\frac{mv^{2}}{2} = \frac{0,05 * 6,3^{2}}{2} = 1$ Дж.
$Е_{A} = Е_{пА} +E_{кВ}$ = 0 + 1 = 1 Дж.

Точка траектории A B C
Высота h, м 0 2 1
$E_{п}$, Дж 0 1 0,5
$E_{к}$, Дж 1 0 0,5
E, Дж 1 1 1

б) Постройте диаграмму, характеризующую соотношение между кинетической, потенциальной и механической энергией камешка в разных точках траектории, используя для потенциальной энергии синий цвет, для кинетической – зеленый, для механической – черный.

 

Задание 68.4. Ребенок подбросил мяч вверх. На рисунке показаны: пунктиром траектория мяча (рис. а) и график зависимости модуля скорости v мяча от времени t во время полета (рис. б). Отметьте на графике точки, которые соответствуют положениям мяча 1, 2 и 3.

 

Задание 68.5. Шарик колеблется на нити, перемещаясь между крайними точками 1 и 3.

а) Запишите по образцу участки траектории, на которых происходит изменение энергии шарика.
Потенциальная энергия убывает на участках: 1 и 2, 3 и 2.

Потенциальная энергия возрастает на участках: 2 и 1, 2 и 3.
Кинетическая энергия убывает на участках: 2 и 1, 2 и 3.
Кинетическая энергия возрастает на участках: 1 и 2, 3 и 2.

б) Поставьте знак «+» в нужные ячейки таблицы.

Точки траектории шарика                                                            1        2      3
Скорость шарика и кинетическая энергия равны нулю,
потенциальная энергия максимальна $E_{пмах}$                    +               +
Потенциальная энергия относительно точки 2 равна нулю,
кинетическая энергия максимальна $E_{кмах}$                                 +

На диаграммах А − Г показано соотношение между потенциальной $E_{п}$ и кинетической $E_{к}$ энергией шарика в разных точках его траектории.
Запишите в таблицу, какая из диаграмм соответствует каждой точке траектории.


Точка траектории 1 2 3
Диаграмма            A Г А

Тест 1

Тренировочный тест 1 "Строение вещества"

1. Две гладко отшлифованные пластины свинца и золота кладут друг на друга и сверху на них ставят груз. Процесс диффузии молекул двух пластин
1) идёт только в случае, если сверху расположена пластина золота
2) идёт только в случае, если сверху расположена пластина свинца
З) будет проходить вне зависимости от расположения пластин
4) отсутствует

З) будет проходить вне зависимости от расположения пластин

2. При охлаждении колбы с жидкостью уровень жидкости понижается. Это связано
1) с уменьшением количества молекул в жидкости
2) с уменьшением размеров молекул жидкости
3) уменьшением расстояний между молекулами жидкости
4) с увеличением объёма колбы

3) уменьшением расстояний между молекулами жидкости

3. Разбитое стекло нельзя восстановить, плотно прижимая осколки друг к другу. Это объясняется тем, что
1) между молекулами стекла при их приближении друг к другу существует отталкивание
2) между молекулами стекла при их приближении друг к другу существует притяжение
3) неровности осколков мешают приблизить достаточно большое число молекул на расстояние, на котором частицы притягиваются друг к другу
4) неровности осколков позволяют их приблизить на расстояние, на котором частицы могут притягиваться друг к другу

3)неровности осколков мешают приблизить достаточно большое число молекул на расстояние, на котором частицы притягиваются друг к другу

4. Если бы можно было уложить в один ряд вплотную друг к другу 10 000 000 молекул воды, то получилась бы цепочка длинной 2 мм. Размер одной молекулы воды равен
1) $2 * 10^{-10}$ м;
2) $2 * 10^{-7}$ м;
3) $5 * 10^{-6}$ м;
4) $5 * 10^{-5}$ м;

2) $2 * 10^{-7}$

5. Тело сжимаемо, легко меняет форму и объем. Каково состояние вещества, из которого сделано такое тело?
1) газообразное
2) жидкое
3) твёрдое
4) может быть как газообразным, так и жидким или твёрдым

1) газообразное

6. Температуру тела, измеренную термометром, с учетом погрешности измерений следует записать как
1) (30 ± 4) °C
2) (34 ± 1) °C
3) (34 ± 0,5) °C
4) (35 ± 1) °C

3) (34 ± 0,5) °C

Тест 2

Тренировочный тест 2 "Характеристики движения. Скорость"

1. Движутся три тела:
А. жучок по стеблю растения;
Б. пароход по реке;
В. мальчик по песчаному берегу.

Траектория движения тела существует.
1) только в случае А
2) только в случае Б
3) только в случае В
4) во всех трех случаях

4) во всех трех случаях

2. Путь, пройденный черепахой, равен 364 см. Этот путь, выраженный в основных единицах СИ, равен
1) 36,4 дм
2) 3,64 дм
3) 3,64 м
4) 0,364 м

3) 3,64 м

3. Скорость скворца равна 20 м/с, что составляет
1) 6 км/ч
2) 12 км/ч
3) 36 км/ч
4) 72 км/ч

4) 72 км/ч

4. На рисунке приведены графики зависимости пути времени от времени двух тел. Как соотносятся между собой скорости первого тела $v1$ и второго $v2$?
1) $v1$ = 2 $v2$
2) $v1$ = 1,3 $v2$
3) $v1$ = $v2$
4) $v1$ = 0,5 $v2$

1) $v1$ = 2 $v2$

5. Расстояние от пункта А до пункта В равно 8 км. Человек движется равномерно половину пути со скоростью 2 км/ч, а вторую – со скоростью 4 км/ч. Время в пути равно
1) 90 мин
2) 120 мин
3) 150 мин
4) 180 мин

4) 180 мин

6. Трамвай первые 120 м двигался со скоростью 4 м/с, а следующие 400 м – со скоростью 8 м/с. Определите среднюю скорость трамвая за все время движения.
1) 5,5 м/с
2) 6,0 м/с
3) 6,5 м/с
4) 7,0 м/с

3) 6,5 м/с

Тест 3

Тренировочный тест 3 "Масса и плотность"

1. В случае поломки автомобили буксируют в авторемонтные мастерские при помощи специального стального или канатного троса. Однако если у автомобиля неисправны тормоза, то этот способ буксировки использовать нельзя, потому что

1) трос может порваться
2) трое может растянуться
3) неисправный автомобиль может наехать по инерции на впереди идущую машину в случае её торможения
4) неисправный автомобиль может наехать по инерции на впереди идущую машину в случае её ускорения

3) неисправный автомобиль может наехать по инерции на впереди идущую машину в случае её торможения

2. Мальчик, находясь в резиновой лодке недалеко от берега озера, с помощью веревки подтягивает к себе резиновый плот с грузом. Массы плота с грузом и лодки с мальчиком одинаковы. При этом относительно берега
1) плот остаётся на месте, а лодка движется
2) лодка остаётся на месте, а плот движется
З) и лодка, и плот движутся с одинаковыми скоростями
4) и лодка, и плот остаются в покое

З) и лодка, и плот движутся с одинаковыми скоростями

3. Если воду в закрытой стеклянной бутылке заморозить, то стекло бутылки может треснуть. Это связано с тем, что во время замерзания
1) масса воды в бутылке увеличивается
2) плотность воды в бутылке уменьшается
3) плотность воды в бутылке увеличивается
4) объём бутылки уменьшается

2) плотность воды в бутылке уменьшается

4. Куб сделан из дерева, плотность которого 400 кг/$м^{3}$ . Длина его ребра 50 см. Масса куба равна
1) 10кг
2) 20 кг
3) 50кг
4) 80 кг

3) 50кг

5. При взвешивании тела использован прибор гирь, показанный на рисунке. Масса тела равна
1) 5,0 г
2) 5,9 г
3) 6,2 г
4) 6,7 г

2) 5,9 г

6. На рисунке представлены параллелепипеды с одинаковой массой и площадью основания. Тела изготовлены из разного материала. Плотность вещества, из которого изготовлено тело,
1) минимальна у тела 1
2) минимальна у тела 2
3) минимальна у тела 9
4) у всех трёх тел одинакова.

1) минимальна у тела 1

Тест 4

Тренировочный тест 4 "Силы"

1. Если на тело действует сила, то
1) обязательно меняется его скорость
2) оно обязательно деформируется
3) у него может измениться и скорость, и форма
4) не меняется ни его скорость, ни его форма

3) у него может измениться и скорость, и форма

2. Книга лежит на горизонтальном столе. На книгу
1) никакие силы не действуют
2) действует одна сила, направленная вертикально вниз
3) действуют две силы, направленные противоположно друг другу.
4) действуют три силы, равнодействующая которых равна нулю

3) действуют две силы, направленные противоположно друг другу.

3. В ведро налито 5 л воды. Сила тяжести, действующая на воду, равна
1) 0,5 Н
2) 5,0 Н
3) 49 Н
4) 490 Н

3) 49 Н

4. Показание динамометра, изображенного на рисунке, составляет
1) (4,0 ± 0,5) Н
2) (3,5 ± 0,1) Н
3) (3,5 ± 0,05) Н
4) (3,0 ± 0,1) Н

3) (3,5 ± 0,05) Н

5. Первоначальная длина пружины $l_{0}$ = 40 см, а после сжатия $l_{1}$ = 35 см, жесткость пружины k = 100 Н/м. Сила упругости, возникающая в пружине после сжатия, равна
1) 5 Н
2) 35 Н
3) 75 Н
4) 500 Н

1) 5 Н

6. Ящик везут на прицепе по горизонтальной дороге (рис. а), и тот же ящик грузчик снимает c неподвижного прицепа (рис. б). Сила трения в первом случае
1]) отсутствует, во втором — направлена против движения ящика
2) направлена против движения ящика, во втором − отсутствует
3) направлена против движения ящика, во втором − в направлении движения
4) направлена в направлении движения ящика, во втором − против движения ящика

4) направлена в направлении движения ящика, во втором − против движения ящика

Тест 5

Тренировочный тест 5 "Давление твердого тела"

1. Брусок с площадью основания 20 $см^{2}$ лежит на горизонтальной поверхности. Сила давления бруска на поверхность составляет 10 Н. При этом давление равно
1) 5000 Па
2) 200 Па
3) 2 Па
4) 0,5 Па

1) 5000 Па

2. Стол стоит на горизонтальной поверхности на четырех ножках. Под каждую ножку подкладывают дощечку, площадь которой в 2 раза больше, чем площадь основания ножки. В результате давление стола на пол
1) уменьшается в 2 раза
2) уменьшается в 8 раз
3) увеличивается в 2 раза
4) увеличивается в 8 раз

1) уменьшается в 2 раза

3. На горизонтальной поверхности стола находятся два кубика, изготовленные из одного и того же материала. Длина ребра первого кубика в 2 раза больше, чем длина ребра второго кубика. Давление первого кубика на поверхность стола
1) не отличается от давления второго кубика
2) больше давления второго кубика в 2 раза
3) больше давления второго кубика в 4 раза
4) больше давления второго кубика в 8 раз

2) больше давления второго кубика в 2 раза

4. Брусок парафина (плотность 900 кг/$м^{3}$ ) имеет форму параллелепипеда высотой 5 см и площадью основания 40 $см^{2}$. Давление, оказываемое бруском парафина на горизонтальную поверхность стола, равно
1) 176 Па
2) 360 Па
3) 441 Па
4) 4500 Па

3) 441 Па

$p=\frac{F}{S}$;
F=g * m;
m = ρ*V;
V = S * a;
$p=\frac{gρSa}{S} = \frac{9,8 Н/кг * 900 кг/м^{3} * 0,004 м^{2} * 0,05 м}{0,004м^{2}} = 441$ Па

5. Давление 0,008 кПа, выраженное в паскалях, равно
1) 8 Па
2) 80 Па
3) 800 Па
4) 8000 Па

1) 8 Па

6. Какова площадь опоры груза массой 20 кг, если он оказывает давление на опору 1000 Па?
1) 2 $дм^{2}$
2) 5 $дм^{2}$
3) 19,6 $дм^{2}$
4) 49,2 $дм^{2}$

3) 19,6 $дм^{2}$

$p=\frac{F}{S}$;
F = mg;
$p=\frac{mg}{S}$;
$S=\frac{mg}{p} = \frac{20 * 9,8}{1000} = 0,196 м^{2} = 19,6 дм^{2}$

Тест 6

Тренировочный тест 6 "Давление газов и жидкостей"

1. В три сосуда разной формы, стоящие на горизонтальной поверхности стола, налита вода до одного и того же уровня. Давление на дно сосуда
1) одинаково во всех трех случаях
2) наибольшее в первом сосуде
3) наибольшее во втором сосуде
4) наибольшее в третьем сосуде

1) одинаково во всех трех случаях

2. На рисунке показана передача давления твердым и жидким телом, заключенным под диском в сосуде. Давление на боковые стенки сосудов при установке гири на диск
1) увеличивается только в сосуде 1
2) увеличивается только в сосуде 2
3) увеличивается в обоих сосудах
4) не увеличивается ни в одном из сосудов

2) увеличивается только в сосуде 2

3. В известном опыте Торричелли стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одного конца, заполняют ртутью, отверстие закрывают пробкой. Затем трубку переворачивают, погружают в чашу со ртутью и пробку вынимают. При атмосферном давлении 740 мм.рт.ст. ртуть из трубки
1) вытекать не будет
2) вытечет вся
3) частично вытечет так, что 74 см трубки будут пустыми
4) частично вытечет так, что 26 см трубки будут пустыми

4) частично вытечет так, что 26 см трубки будут пустыми

4. В сообщающиеся сосуды налита воды и бензин. Высота столба бензина CD = 60 см. Поверхность воды в левом колене сосуда находится выше уровня BD на
1) 32,6 см
2) 38,2 см
3) 42,6 см
4) 48,2 см

3) 42,6 см

$p = gρ_{б}h_{б} = 10 Н/кг * 710 кг/м^{3} * 0,6 м = 4260$ Па;
$h_{в} = \frac{p}{gρ_{в}} = \frac{4260 Па}{10 Н/кг* 1000кг/м^{3}}= 0,426$ м = 42,6 см.

5. Для гидравлической машины с покоящимися поршнями вычислите массу $m_{2}$ при $m_{1}$ =1 кг, $S_{1} =200 см^{2}$ и $S_{2}= 800 см^{2}$
1) 0,25 кг
2) 2 кг
3) 4 кг
4) 16 кг

3) 4 кг

$\frac{F_{2}}{F_{1}} = \frac{S_{2}}{S_{1}}$
$\frac{m_{1}g}{S_{1}}=\frac{m_{2}g}{S_{2}}$;
$\frac{m_{1}}{m_{2}}=\frac{S_{1}}{S_{2}}$;
$m_{2} = \frac{m_{1}S_{2}}{S_{1}} = \frac{1кг * 0,08м^{2}}{0,02м^{2}} = 4$ кг.

Тест 7

Тренировочный тест 7 "Закон Архимеда"

1. Одинаковые по размеру шарики опущены в разные жидкости: керосин, машинное масло и воду. При этом архимедовы силы, действующие на шарики со стороны жидкостей, между собой соотносятся следующим образом:
1) $F_{к} = F_{м} < F_{в}$
2) $F_{к} = F_{м} = F_{в}$
3) $F_{к} <F_{м} < F_{в}$
4) $F_{к} > F_{м} > F_{в}$

3) $F_{к} <F_{м} < F_{в}$

$F_{А} =ρ_{ж} gV_{т}$,
$F_{к} = 800gV_{т}$
$F_{м} = 900gV_{т}$
$F_{в} = 1000gV_{т}$

2. Три кубика одинакового размера, изготовленных их разных материалов ($ρ_{1}>ρ_{2}>ρ_{3}$) опущены в воду. При этом архимедовы силы, действующие на эти кубики со стороны жидкости, между собой соотносятся следующим образом
1) $F_{1} = F_{2} < F_{3}$
2) $F_{1} = F_{2} > F_{3}$
3) $F_{1} <F_{2} < F_{3}$
4) $F_{1} > F_{2} > F_{3}$

2) $F_{1} = F_{2} > F_{3}$

$F_{А} =ρ_{ж} gV_{т}$,
$F_{1} =ρ_{ж} gV_{т}$,
$F_{2} =ρ_{ж} gV_{т}$,
$F_{3} =ρ_{ж} g\frac{V_{т}}{2}$.

3. Железная гайка объемом 5 $см^{3}$ находится в сосуде с водой. Какова архимедова сила, действующая на гайку?
1) $3,9 * 10^{-2}$ Н
2) $4,9 * 10^{-2}$ Н
3) $38,2 * 10^{-2}$ Н
4) $50,0 * 10^{-2}$ Н

2) $4,9 * 10^{-2}$ Н

$F_{А} =ρ_{ж}gV_{т} = 1000 кг/м^{3} * 9,8 Н/кг * 0,000005 м^{3} = 0,049 Н = 4,9 * 10^{-2}$ Н

4. Брусок, верхняя грань которого касается поверхности жидкости, начинают равномерно поднимать из жидкости. На каком из графиков правильно показана зависимость выталкивающей силы $F_{A}$, действующей на брусок, от времени t?

3)

5. Воздушный шарик объемом 2 $дм^{3}$ заполнен водородом плотностью 0,09 кг/$м^{3}$. Плотность окружающего шар воздуха 1,29 кг/$м^{3}$ . Максимальная масса оболочки шарика, чтобы он мог взлететь, равна
1) 2,4 г
2) 4,2 г
3) 6,0 г
4) 8,2 г

1) 2,4 г

$m=\frac{F}{g}$;
$F = F_{A} - P$
$F_{А} = gρ_{возд}V_{ш}$;
$P = mg = gρ_{вод}V_{ш}$;
$F = gρ_{возд}V_{ш} - gρ_{вод}V_{ш} = gV_{ш}(ρ_{возд} -ρ_{вод}) = 9,8 Н/кг * 0,002 м^{3} * (1,29 кг/м^{3} - 0,09 кг/м^{3})$ = 0,0024 кг = 2,4 г

6. Воздушный шар объемом 50 $м^{3}$ наполнили гелием плотностью 0,2 кг/$м^{3}$. Плотность окружающего шар воздуха равна 1,3 кг/$м^{3}$. Масса оболочки шара 10 кг. Максимальная масса груза, который этот шар сможет поднять, равна
1) 20 кг
2) 35 кг
3) 40 кг
4) 45 кг

4) 45 кг

$F_{A} = F_{т}$
$F_{A} = gρ_{возд}V_{ш}$;
$F_{т} = mg = (m_{1} + m_{2} + m_{3})g$, где $m_{1}$ − масса оболочки, $m_{2}$ − масса груза, $m_{3}$ − масса гелия.
$gρ_{возд}V_{ш} = (m_{1} + m_{2} + m_{3})g$
$m_{2} = ρ_{возд}V_{ш} - m_{1} - ρ_{г}V_{ш}= 1,3 кг/м^{3} * 50 м^{3} - 10 кг - 0,2 кг/м^{3} * 50 м^{3} = 45$ кг

Тест 8

Тренировочный тест 8 "Работа, мощность, энергия. Простые механизмы"

1. Сила совершает отрицательную работу в случае, когда
1) груз перемещается на транспортёре под действием силы трения
2) спутник вращается вокруг планеты под действием силы тяжести
3) санки останавливаются под действием силы трения
4) мяч падает с балкона под действием силы тяжести

1) груз перемещается на транспортёре под действием силы трения

2. Рычаг, представленный на рисунке, находится в равновесии. Масса каждого груза равна 102 г, показание динамометра соответствует
1) 1 Н
2) 2 Н
3) 4 Н
4) 8 Н

2) 2 Н

3. На рисунке показан подвижный блок и динамометр, с помощью которых поднимают груз. Судя по показанию динамометра вес груза равен
1) 1,5 Н
2) 3 Н
3) 4,5 Н
4) 6 Н

4) 6 Н

4. Средняя мощность силы, совершающей работу 3,6 кДж за 10 мин, равна
1) 0,36 Вт
2) 6,0 Вт
3) 36 Вт
4) 60 Вт

2) 6,0 Вт

$N=\frac{A}{t} = \frac{3600 Дж}{600 сек}= 6$ Вт

5. Рабочий поднимает груз с помощью подвижного блока. При этом он
1) получает выигрыш в работе, но не в силе
2) получает выигрыш в силе, но не в работе
3) получает выигрыш и в силе, и в работе
4) не получает выигрыш ни в силе, ни в работе

2) получает выигрыш в силе, но не в работе

6. Мяч после броска летит вверх. При этом его
1) кинетическая энергия уменьшается, а потенциальная увеличивается
2) кинетическая энергия увеличивается, а потенциальная уменьшается
3) и потенциальная, и кинетическая энергия уменьшается
4) и потенциальная, и кинетическая энергия увеличивается

1) кинетическая энергия уменьшается, а потенциальная увеличивается

Итоговый тест

Итоговый тест

1. Утверждение: «Давление – это величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности» является
1) физическим законом
2) описанием физического явления
3) определением физического понятия
4) экспериментальным фактом

3) определением физического понятия

2. Диффузия молекул происходит
1) только в твёрдых телах
2) только в газах
3) только в жидкостях
4) и в газах, и в жидкостях, и в твёрдых телах

4) и в газах, и в жидкостях, и в твёрдых телах

3. Чтобы определить массу фруктов на чашечных весах, продавец положил на правую чашу весов три гири массой 200 г, 50 г и 2 кг. В основных единицах СИ массу фруктов следует записать как
1) 252 г
2) 2250 г
3) 2,025 кг
4) 2,25 кг

4) 2,25 кг

4. На рисунке показана схема устройства фонтанов в загородной резиденции Петра I в Петергофе. Выберите правильный порядок пропущенных в тексте цифр, обозначающих соответствующие им объекты на рисунке:
"Под руководством русского инженера − гидравлика Василия Туволкова в 1720 г. было начато строительство фонтанного водовода в Петергофе. Рытьё каналов и прудов длилось около года. В результате была построена уникальная водоподводящая система, включающая в себя канал ..., по которому вода с Ропшинских высот самотёком идёт в накопительные бассейны ... Верхнего парка. Из накопительных бассейнов вода по трубам ... поступает в Нижний парк, находящийся на 16 м ниже Верхнего парка. Этот перепад высот и система подводящих труб, представляющая собой сообщающиеся сосуды, обеспечивает возможность воде взмывать вверх множеством высоких фонтанных струй ... . Далее вода по прямому Морскому каналу, обрамлённому множеством фонтанов, стекает в Финский залив ... "
1) 12345
2) 41352
3) 21354
4) 31254

3) 21354

5. Один час человек двигался со скоростью 4 км/ч, а затем такой же промежуток времени – со скоростью 1 м/с. На какой из диаграмм правильно показано соотношение между пройденными путями за первый ($S_{1}$) и второй ($S_{2}$) час?

3

6. Два спортсмена, неподвижно стоящих на роликовых коньках, отталкиваются друг от друга и едут в противоположные стороны: первый – со скоростью 0,5 м/с, а второй − со скоростью 1,5 м/с. Их массы
1) невозможно определить по этим данным
2) отличаются в 3 раза, при этом масса первого спортсмена больше
3) отличаются в 3 раза, при этом масса первого спортсмена меньше
4) одинаковы

2) отличаются в 3 раза, при этом масса первого спортсмена больше

7. Масса кубика с длиной ребра 2 см равна 64 г. Плотность кубика равна
1) 8 г/$см^{3}$
2) 16 г/$см^{3}$
3) 32 г/$см^{3}$
4) 128 г/$см^{3}$

1) 8 г/$см^{3}$

$ρ=\frac{m}{V}=\frac{64}{2^{3}} = 8 г/см^{3}$

8. Два автомобиля выехали из одного пункта и двигались по прямой дороге. На рисунке приведены графики зависимости пройденного пути от времени для первого и второго автомобилей. Какое из утверждений является верным?
1) первые 3 ч автомобили ехали с одинаковой скоростью, а затем 0,5 ч стояли на месте.
2) В течение 0,5 ч оба автомобиля двигались со скоростью 150 км/ч
3) Второй автомобиль догнал первый, проехав 150 км.
4) Первый автомобиль обогнал второй через 3,5 ч.

3) Второй автомобиль догнал первый, проехав 150 км.

9. Согласно закону всемирного тяготения сила притяжения между Солнцем и планетой зависит
1) только от массы Солнца
2) только от массы планеты
3) только от расстояния между Солнцем и планетой
4) как от масс Солнца и планеты, так и от расстояния между ними

4) как от масс Солнца и планеты, так и от расстояния между ними

10. Стол массой 10 кг стоит на четырех ножках, размер каждой из которых приведен на рисунке. Давление стола на пол примерно равно
1) 2,5 Па
2) 6,1 Па
3) 15,3 кПа
4) 61,3 кПа

3) 15,3 кПа

$p=\frac{F}{S} = \frac{mg}{4a^{2}} =\frac{10 кг * 9,8Н/кг}{4 * (0,004см)^{2}} = 15312,5$ Па = 15,3 кПа;

11. При температурах, близких к температуре замерзания воды, плотность воды составляет 1000 кг/$м^{3}$, а плотность льда – 900 кг/$м^{3}$. На основании этого
1) можно утверждать, что вода при замерзании расширяется
2) можно утверждать, что вода при замерзании сжимается
3) можно утверждать, что вода при замерзании не меняет своего объёма
4) нельзя судить об изменении объёма воды при замерзании

1) можно утверждать, что вода при замерзании расширяется

12. Датчик, расположенный на поверхности земли, регистрировал положения парашютиста в воздухе при его вертикальном спуске. В таблице приведены данные компьютера, соединенного с датчиком.

t, с 0 1 2 3 4 5 6 7
h, м 500 460 430 410 390 370 350 330
Судя по таблице, парашютист за время наблюдения за ним сначала двигался
1) с нарастающей скоростью, потом равномерно
2) равномерно, потом с нарастающей скоростью
3) с уменьшающейся скоростью, потом равномерно
4) с нарастающей скоростью, потом с уменьшающейся

3) с уменьшающейся скоростью, потом равномерно

13. Если тело плавает в воде погруженным на половину, то между собой равны
1) плотность материала, из которого сделано тело, и плотность воды
2) сила тяжести, действующая на тело, и выталкивающая сила воды
3) масса погружённой в воду части тела и масса вытесненной телом воды
4) масса тела и произведение плотности жидкости на объём тела

2) сила тяжести, действующая на тело, и выталкивающая сила воды

14. Кран равномерно опускает бетонную плиту объемом 12 $м^{3}$ с высоты 4 м на землю. При этом сила тяжести, действующая на плиту, совершает работу, примерно равную
1) 0 Дж
2) 96 кДж
3) 470 кДж
4) 941 кДж

4) 941 кДж

$A = FS = mgS = ρVgS = 2000 кг/м^{3} * 12м^{3} * 9,8 Н/кг * 4 м = 940 800$ Дж = 941 кДж.

15. Грузовик тянет на тросе легковой автомобиль со скоростью 36 км/ч. Сила натяжения троса 360 Н. Какую мощность развивает двигатель грузовика?
1) 10 Вт
2) 36 Вт
3) 3600 Вт
4) 12960 Вт

4) 12960 Вт

$N=\frac{A}{t}=\frac{FS}{t} = Fv = 360 * 36 = 12960$ Вт.

16. Давление столба нефти в трубе на глубине 1 км равно
1) 0,80 кПа
2) 7,84 кПа
3) 800 кПа
4) 7840 кПа

4) 7840 кПа

p = gρh = 9,8 Н/кг * 800 кг/$м^{3}$ * 1000 м = 7840000 Па = 7840 кПа

17. При колебании груза на нити потенциальная энергия груза
1) постоянно уменьшается, а кинетическая увеличивается
2) постоянно увеличивается, а кинетическая уменьшается
3) переходит в кинетическую и обратно, при этом сумма энергий сохраняется неизменной
4) не меняется, а кинетическая энергия то увеличивается, то уменьшается

3) переходит в кинетическую и обратно, при этом сумма энергий сохраняется неизменной

18. Масса каждого из подвешенных к рычагу грузов равна 102 г. Если рычаг находится в равновесии, то показание динамометра соответствует
1) 1 Н
2) 2 Н
3) 4 Н
4) 8 Н

3) 4 Н

19. Имеются четыре цилиндра, два из которых 1 и 2 сделаны из алюминия, а 3 и 4 – из меди. Какие из цилиндров следует выбрать, чтобы, погружая их целиком в воду, показать: выталкивающая сила, действующая на тело со стороны жидкости, не зависит от материала, из которого сделано тело?
1) 1 и 4 или 2 и 3
2) 1 и З или 2 и 4
3) 1 и 2 или З и 4
4) только 1 и 2

2) 1 и З или 2 и 4

20. Уменьшение силы трения между дорогой и шинами автомобиля
1) облегчает его разгон, но затрудняет торможение при остановке
2) затрудняет его разгон, но облегчает торможение при остановке
3) облегчает и его разгон, и торможение.
4) затрудняет и его разгон, и торможение

1) облегчает его разгон, но затрудняет торможение при остановке

21. В прозрачный шланг наливают воду, удерживая концы шланга на одной высоте (рис. а). После того как уровни воды в обеих половинах шланга установятся, на шланге маркером наносятся метки, показывающие их положение. Затем правый конец шланга зажимают (рис. б) и закрепляют на прежнем уровне, а левый конец поднимают вверх. При этом уровни воды в шланге окажутся
1) напротив меток и справа, и слева.
2) справа — выше метки, слева — ниже метки
3) справа — ниже метки, слева — выше метки.
4) выше меток и справа, и слева

4) выше меток и справа, и слева

22. Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями, проанализировав следующую ситуацию: «Кубик из стали подвешен на нити и касается поверхности воды. Затем кубик отпускают в воду до полного погружения».
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) сила тяжести, действующая на кубик
Б) выталкивающая сила воды
В) сила натяжения нити

ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

А Б В
3 1 2

23. Два одинаковых шкафа заполнены одинаковым количеством книг. При этом в первом шкафу заполнены только две верхние полки, а во втором – только две нижние. Какой шкаф более устойчив?
1) первый шкаф
2) второй шкаф
3) шкафы одинаково устойчивы
4) ответ зависит от массы книг

2) второй шкаф

24. Для определения жесткости двух пружин были проведены измерения силы упругости $F_{упр}$, возникающей в каждой из пружин в результате ее растяжения до определенной длины l. Опираясь на результаты измерений, занесенные в таблицу, выберите правильное утверждение.

Сила $F_{упр}$, Н 0 10 20 30
Длина пружины 1 $l_{1}$, см 4 5 6 7
Длина пружины 2 $l_{2}$, см 4 6 8 10
У исследованных пружин одинаковы
1) жёсткости и их длины в недеформированном состоянии
2) жёсткости, но отличаются длины в недеформированном состоянии
З) длины в недеформированном состоянии, но жёсткость второй пружины больше жёсткости первой
4) длины в недеформированном состоянии, но жёсткость второй пружины меньше жёсткости первой

4) длины в недеформированном состоянии, но жёсткость второй пружины меньше жёсткости первой