Качественные задачи,7 класс,2 часть

7 класс.

МЕХАНИЧЕСКИЕ

ЯВЛЕНИЯ

4. ДАВЛЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

Давление газа

113. Почему лимонад и минеральная вода в закупоренной бутылке «спокой­ны», а если вынуть пробку, то сейчас же «закипают»?

114. Ствол артиллерийского орудия имеет стенки разной толщины. В казен­ной части они толще. Почему?

116. При каком условии нагревание газа не приводит к изменению его плот­ности?

117. Каким простым способом уда­ляют вмятину, которую получил мячик для настольного тенниса?

Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля

118. Пищу для космонавтов изготов­ляют в полужидком виде и помещают в тюбики с эластичными стенками. При лег­ком надавливании на тюбик космонавт извлекает из него содержимое. Какой за­кон проявляется при этом?

119. Почему железнодорожные шпа­лы кладут на сыпучий балласт (песок, гравий, щебень), а не прямо на твердый грунт железнодорожного полотна?

120. Как до­биться, чтобы вода вытекала по трубке из сосуда, изо­браженного на рис. 9?

121. В нефтяной промышленности для подъема нефти на поверхность зем­ли применяется сжатый воздух, который нагнетается компрессорами в простран­ство над поверхностью нефтеносного слоя. Какой закон проявляется при этом?

122. Иногда ребята надувают каме­ру футбольного мяча ртом, каждый раз посылая в нее порцию воздуха. Почему через некоторое время мальчик уже не может вдувать воздух?

123. Почему пустой бумажный мешок, надутый воздухом, с треском разрыва­

ется, если ударить им о руку или обо что-то твердое?

Гидравлические и пневматические машины

124. Изменится ли производимое при помощи гидравлического пресса давле­ние, если воду заменить более тяжелой жидкостью — глицерином?

125. Будет ли разница в действии гид­равлического пресса на Земле и на Луне?

126. Приподнять грузовой автомо­биль, ухватившись за его колесо, не смо­гут даже несколько человек. Почему же одному шоферу удается немного припод­нять машину, накачивая баллон колеса воздухом с помощью ручного насоса?

Свободная поверхность жидкости

127. Какую форму имеет поверхность воды в каждом ковше водоналивного колеса гидротурбины?

128. Если приподнять немного конец уровня, куда переместится пузырек воз­духа?

129. Поверхность воды в реке плос­кая. Горизонтальна ли она?

Давление в жидкости и газе при действии на них силы тяжести

130. К трубке прикреплен тонко­стенный резиновый шар (рис. 10). В трубку с шаром на­лита вода. Изме­нится ли уровень воды в трубке,если шар погрузить в сосуд с водой?

131. В сосуд, имеющий форму косого параллеле­пипеда (рис. 11), налита жидкость. Сравните давление, производимое ею на боковые стенки в точках А и В, ле­жащих на одном уровне.

132. В сосуде Л на металлической стойке В закреплен герметично закры­тый сосуд С, име­ющий гофрирован­ную, легко подвиж­ную боковую по­верхность (силь-фон).

Как изменятся размеры сосуда С, если в сосуд А налить воды (рис. 12)?

Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда

133. Почему вода из ванны вытекает быстрее, если в нее погружается чело­век?

134. Воду, которая была в узкой мен­зурке, перелили в широкую банку. Из­менилось ли давление воды на дно?

135. Почему пловец, нырнувший на большую глубину, испытывает боль в ушах?

136. Почему вода из самовара выте­кает сначала быстро, а потом все мед­леннее и медленнее?

137. Из отверстия, находящегося в нижней части сосуда сбоку, бьет струя воды. Как сделать, чтобы струя вытека­ла все время под постоянным давлени­ем, несмотря на то, что уровень воды в сосуде по мере ее вытекания все время понижается?

138. Из небольшого отверстия в бо­ковой стенке сосуда вытекает струйка воды. Что произойдет с этой струёй, если сосуд начнет свободно падать? Сопро­тивлением окружающего воздуха прене­бречь.

139. Как изменяется объем пузырь­ка воздуха, когда этот пузырек подни­мается со дна водоема на поверхность?

140°. Герметически закрытый бак за­лит водой полностью, только на дне его имеется пузырек воздуха. Высота воды в баке Н. Каким станет давление на дно, когда пузырек всплывет?

Гидростатический парадокс

141. Жидкость налита в сосуд (рис. 13). Как определить ее давление на дно АЕ?.

142. В сосуд с водой опускают тело, подвешенное на нити. Оно не касается дна сосуда. Изменится ли при этом дав­ление воды на дно сосуда? Зависит ли изменение давления от веса тела?

143. Какую форму следует придать сосуду, если желают с помощью дан­ного количества жидкости получить возможно большую силу давления на дно?

144. В полусферический колокол, плотно лежащий на столе, наливают воду через отверстие вверху. Когда вода доходит до отверстия, она при­поднимает колокол и начинает выте­кать внизу. Объясните явление.

Давление на дне морей и океанов. Исследование морских глубин

145. Лет сто назад для работы че­ловека под водой его опускали туда в водолазном колоколе. Находящийся в колоколе воздух не давал возможнос­ти воде проникнуть внутрь. Колокол опускали на дно, и человек произво­дил необходимую работу. Был ли при этом водолаз избавлен от присутствия воды под колоколом?

146'. Герой книги Ж. Кусто и Ф. Дюма «В мире безмолвия» расска­зывает: «На глубине шести футов (1,83 м. - М.Т.) уже было тихо и спо­койно, но катящиеся наверху валы да­вали о себе знать до глубины в двад­цать футов ритмичным усилением дав­ления на барабанные перепонки». Объ­ясните явление.

Сообщающиеся сосуды

147. Какие неудобства создает чай­ник с коротким носиком?

148. Во время ремонта театрально­го зала с наклонным полом возникла необходимость наметить на всех сте­нах горизонтальную линию. Предложи­те наиболее простое устройство, с по­мощью которого можно сделать отмет­ки на одном и том же уровне.

149. Трубка ABCD (рис. 14) запол­нена той же жидкостью, какой запол­нен сосуд. Как изменится уровень жид­кости в сосуде при открывании одного из кранов А, В, С, О?

150. Одинаково ли давление воды в точках А, В, С (рис. 15)?

151. Для чего отводящим трубам кухон­ной раковины придают колен­чатую форму ABCD(рис. 16)?

152. Если нижнее отверс­тие цилиндри­ческой трубки А закрыть про­бкой, сквозь которую пропу­щена трубка с оттянутым кон­цом в (пипетка),

и погрузить в сосуд с водой, то возника­ет фонтан (рис. 17). Объясните явление. 153. Почему иногда на верхних эта­жах здания вода не идет через краны водопроводной сети, тогда как она про­должает вытекать из кранов на нижних этажах?

Атмосферное давление

154. Буду т ли сохранять­ся неизменны­ми уровень воды в сосуде А (рис. 18) и условия выте­кания струи из отверстия D?

155. Почему приходится прилагать ог­ромное усилие, вытаскивая ногу, увяз­шую в глине или топком болотистом грун­те?

156. Почему парнокопытные живот­ные не испытывают трудностей (см. за­дачу 154), передвигаясь по болотистой местности?

157. Горючее из топливного бака пос­тупает в карбюратор двигателя по труб­ке самотеком. Почему прекращается по­ступление горючего, если засорится от­верстие в пробке, закрывающей горло­вину топливного бака?

158. Почему вода из опрокинутой бу­тылки выливается рывками, с булькань­ем, а из резиновой медицинской грелки вытекает ровной сплошной струёй?

159. Две пробирки входят одна в дру­гую с небольшим зазором. В большую пробирку наливают воду, а затем на глу­бину нескольких сантиметров в нее втал­кивают другую пробирку, пустую. Потом пробирки переворачивают. Как будет вес­ти себя внутренняя пробирка при вытека­нии воды из более широкой пробирки?

160. Под колоколом воз­душного насоса помещен ста­кан с опрокину­той в него кол­бой, наполнен­ной водой (рис. 19).

Описать явления, наблюдаемые при откачивании воздуха из-под колокола, затем при открывании вентиля, соеди­няющего колокол с атмосферой.

161. Может ли космонавт набрать чернила в поршневую авторучку, нахо­дясь в состоянии невесомости?

162. а) Равно ли давление воздуха внутри туго надутого резинового мяча давлению наружного воздуха?

б) Как по внешнему виду оболочки мяча можно судить о равенстве давле­ний воздуха внутри мяча и снаружи?

Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли

163. Какой барометр чувствительнее:

ртутный или масляный?

164. Можно ли через вертикальную трубку длиной 1 м откачать насосом из сосуда ртуть?

166. Можно ли для демонстрации опыта Торричелли воспользоваться трубка­ми, изображенными на рисунке 18, а?

167. Будет ли давать правильные по­казания атмосферного давления ртутный:

барометр, если при его сборке заполне­на ртутью не вся трубка?

168. Почему в ртутном барометре чашка гораздо шире трубки?

169. Чашечный барометр повешен наклонно. Даст ли отсчет по шкале значе­ние атмосферного давления?

170. На высоте 8 км в вертикальном положении падает ртутный барометр. Каковы показания прибора?

171. Какого типа барометр следует применять для измерения давления внут­ри космического корабля, когда он дви­жется с выключенным двигателем?

172. В чем различие между измене­нием плотности воздуха с высотой и плотности воды на различных морских глубинах?

175. Две трубки В, и В₂ через трой­ник /С подсоединены к источнику светиль-

ного газа (рис. 20). Как объяснить, что при горизонтальном перемещении одной из трубок высота газового пламени не изменяется, а при поднятии, например, трубки В1, пламя А2 уменьшается, а пла­мя А1, увеличивается?

Манометры

176. У жидкостного манометра (рис. 21) одно колено — А — широкое и вертикальное, а другое - В — узкое и наклонное. Какие преимущества имеет он по сравнению с манометром, у кото­рого обе трубки одинакового сечения и вертикальны?

177. Будет ли выпрямляться ма­нометрическая трубка металличес­кого манометра, если ее концу при­дать скос СС1 так, чтобы длина дуги AВC (рис. 22) была равна длине дуги A₁В₁С₁?

Поршневой жидкостный насос

178. Можно ли подавать воду на вы­соту 30 м при помощи насоса, располо­женного на высоте 30 м? 5 м?

179. Найдите ошибку в проекте водяной насосной установки (рис. 23). Поче­му при такой установке на­сос не может качать воду? Произведите необходимое исправление в проекте.

180. Можно ли считать медицинский шприц насосом?

181. Где расположены и как устроены клапаны, которые позволяют накачивать воздух насосом в велосипедную камеру?

182. Для действия всасывающего во­дяного (или воздушного) насоса требу­

ется меньшее усилие, чем для нагнета­тельного. Почему?

Сифон

183°. В верх­ней части сифо­на (рис. 24)сде­лано отверстие К, закрытое про­бкой. Будет ли действовать си­фон, если вытя­нуть пробку?

184°. Изобразите сифоны для «пере­ливания» газов тяжелее и легче воздуха.

185°. Из ванны, стоящей на полу и не имеющей в дне сливного отверстия, требуется вылить воду, не перевертывая самой ванны. Можно ли слить воду из ванны сифоном?

186°. Три стакана наполнены водой и установлены на разной высоте (рис. 25). Из каждого проведены вверх трубки, соединяющиеся вместе. Трубки тоже заполнены водой. Что произойдет, если одновременно открыть все краны К1, К2, К3?

Действие жидкости и газа на погруженное в них тело

187. Собака легко перетаскивает уто­пающего в воде, однако на берегу она не может сдвинуть его с места. Почему?

188. Герой романа А.Р.Беляева «Че­ловек-амфибия» рассказывает: «Дельфи­ны на суше гораздо тяжелее, чем в воде. Вообще у вас тут все тяжелее. Даже соб­ственное тело». Прав ли автор романа? Объясните.

189. Ходить по берегу, усеянному морской галькой, босыми ногами боль­но. А в воде, погрузившись глубже поя­са, ходить по мелким камням не больно. Почему?

190. Почему все водяные растения обладают мягким, легко сгибающимся стеблем?

191. Один конец изогну­той трубки за­крыт фанерным кружком и опу­щен в сосуд с водой (рис. 26). Будет ли всплы­вать кружок?

192. Для подводных лодок устанав­ливается глубина, ниже которой они не должны опускаться. Чем объясняется су­ществование такого предела?

193. Тяжелый цилиндр А прикреплен . к динамометру D и без зазора проходит через отверстие В в дне сосуда (рис. 27). Изменится ли показание динамометра, если в сосуд налить жидкость?

194. С некоторой высоты падает со­суд с водой, в котором в начальный мо­мент падения на некоторой глубине на­ходится кусок пробки. Каково будет дви­жение пробки относительно стенок со­суда? Сопротивление воздуха в расчет не принимать.

Архимедова сила

195. В воду опущен медный кубик массой 10 г и тонкая медная пластинка массой 10 г. Одинакова ли выталкиваю­щая сила в обоих случаях?

196. Кусок мрамора весит столько, сколько весит медная гиря. Какое из этих тел легче удержать в воде?

197. В романе Жюля Верна «80 000 километров под водой» есть такое мес­то: «"Наутилус" стоял неподвижно. На­полнив резервуары, он держался на глу­бине тысячи метров... Я отложил книгу и, прижавшись к окну, стал всматривать­ся. В жидком пространстве, ярко осве­щенном электрическим прожектором, виднелась какая-то огромная неподвиж­ная черная масса... "Это корабль!" -вскричал я».

Возможно ли описанное здесь явле­ние: будет ли затонувший корабль «ви­сеть» неподвижно в глубине океана и не опускаться на дно, как это описано в ро­мане автором?

198. Для погружения на 1 м под воду глубоководный аппарат принимает неко­торое количество воды. Сколько воды ему надо принять, чтобы погрузиться на 10 м, на 100 м, на дно Баренцева моря?

199. Плотность тела определяется взвешиванием его в воздухе и в воде. При погружении небольшого тела в воду на его поверхности удерживаются пу­зырьки воздуха, из-за которых получа­ется ошибка в определении плотности. Больше или меньше получается при этом значение плотности?

200. Какое заключение можно сде­лать о величине архимедовой силы, про­водя соответствующие опыты на Луне, где сила тяжести в шесть раз меньше, чем на Земле?

201. Действуют ли на искусственном спутнике Земли закон Паскаля и архи­медова сила?

202. Из какого материала надо сде­лать гири, чтобы при точном взвешива­нии можно было не вводить поправки на потерю веса (архимедову силу. — Ред.) в воздухе?

Плавание тел

203. Лежащий на воде неподвижно на спине пловец делает глубокие вдох и выдох. Как изменяется при этом положе­ние тела пловца по отношению к поверх­ности воды? Почему?

204. Одинаковы ли выталкивающие силы, действующие на один и тот же де­ревянный брусок, плавающий сначала в воде, а потом в керосине?

205. Почему тарелка, положенная на поверхность воды плашмя, плавает, а опущенная в воду ребром тонет?

206. Может ли спасательный круг удержать любое число ухватившихся за него людей?

207. На груди и на спине водолаза помещают тяжелые свинцовые пластин­ки, а к башмакам приделывают свинцо­вые подошвы. Зачем это делают?

208. В сосуд с водой опущен кусок дерева. Изменится ли от этого давление на дно сосуда, если вода из сосуда не выливается?

209. Стакан до краев наполнен во­дой. В него помещают кусок дерева так, что он свободно плавает. Изменится ли вес стакана, если вода по-прежнему на­полняет его до краев?

210. Сила давления воды на дно и сила тяжести плотно прилегающей к цилиндричес­кой трубке Т пластинки АВ (рис. 28) точно уравновешива­ются силой упру­гости пружины.

Отпадет ли пластинка, если опустить в воду кусок дерева?

211. Справедлив ли закон сообщаю­щихся сосудов, если в одном из сосудов находится поплавок?

212. В коленах U-образной трубки ртуть и вода уравновешивают друг дру­га. Изменится ли уровень соприкоснове­ния воды со ртутью, если в оба колена опустить по одинаковому деревянному шарику?

213. В сосуде с водой плавает ста­кан. Изменится ли уровень воды в сосу­де, если, наклонив стакан, зачерпнуть им из сосуда немного воды и пустить ста­кан снова плавать?

214. В стакане, наполненном до кра­ев водой, плавает кусок льда. Перельет­ся ли вода через край, когда лед раста­ет? Как изменится ответ, если в стакане будет находиться не вода, а более плот­ная или менее плотная жидкость?

215. В сосуде с водой плавает кусок льда, внутри которого заключен кусок свинца (рис. 29). Изменится ли уровень воды в сосуде, когда лед растает? Как изменится ответ, если внутри льда нахо­дится не свинец, а пузырек воздуха?

216. Как изменился бы уровень воды в океане, если бы растаяли айсберги?

217. В сосуде с водой плавает кусок льда, к которому примерзла корковая пробка. Как изменится уровень воды в сосуде, если лед растает, в случае, когда пробка целиком находится под водой (рис. 30, а), и в случае, когда она нахо­дится целиком над водой (рис. 30, б)?

Плавание тел в зависимости от плотностей тела и жидкости

218. Может ли тело в одной жидкос­ти тонуть, а в другой плавать? Приведи­те пример.

219. В сосуд со ртутью опустили же­лезную гайку. Потонет ли она?

220. Два сплошных цилиндра одина­кового веса и диаметра, алюминиевый и свинцовый, в вертикальном положении плавают в ртути. Сравните глубину по­гружения цилиндров.

221. Для очистки семян ржи от рож­ков спорыньи семена погружают в двад­цатипроцентный водный раствор пова­ренной соли. Рожки спорыньи всплыва­ют, а рожь остается на дне. О чем это свидетел ьствует?

222. В сосуд налили крепкий раст­вор поваренной соли, а сверху осторож­но прилили чистой воды. Если в сосуд поместить куриное яйцо, оно будет дер­жаться на границе между раствором и чистой водой. Объясните явление.

223. В банке, наполненной водой, на дне лежит картофелина. Как следует из­менить состав воды, чтобы картофелина всплыла на поверхность?

224. Стальной шарик плавает в рту­ти. Изменится ли погружение шарика в ртуть, если сверху налить воды?

225. Почему молоко опускается на дно стакана, когда его подливают в чай?

226. Почему нельзя тушить горящий керосин, заливая его водой?

227. В одну бутылку налиты расти­тельное масло и уксус. Как можно на­лить из бутылки любую из этих жидко­стей в любом количестве?

228. На поверхности воды в ведре плавает пол-литра растительного масла. Как собрать большую часть масла в бу­тылку, не имея никаких приспособлений и не трогая ведра?

229. Будет ли плавать стеклянная бу­тылка с водой в воде, со ртутью в рту­ти?

230. В сосуде с водой плавает ме­таллическая чашка. Как изменится уро­вень воды в сосуде, если, наклонив чаш­ку, потопить ее в воде?

231. Утонет ли латунная гайка, сма­занная маслом, если ее осторожно по­ложить на поверхность воды в сосуд, на­ходящийся на движущемся по круговой орбите искусственном спутнике Земли?

232. В книге Ж. Кусто и ф. Дюма «В мире безмолвия» есть такое место: «Я совершал всевозможные маневры: пет­лял, кувыркался, крутил сальто... Я па­рил в пространстве, словно перестал су­ществовать закон тяготения». Можно ли считать состояние аквалангиста в воде сходным с состоянием невесомости, ис­пытываемым космонавтом?

233. Подводная лодка, опустившись на мягкий грунт (илистое дно), иногда с трудом отрывается от него. Как объяс­няется это присасывание лодки к грун­ту?

234. Отстойник трактора (рис. 31) предназначен для очистки топлива от гря­зи и воды, чтобы эти примеси не попа­дали в карбюратор двигателя. Объясни­те принцип действия отстойника.

Плавание судов

235. Теплоход переходит из реки в море. Сравните выталкивающие силы, действующие на него в этих бассейнах.

236. В морском деле различают объ­емное водоизмещение корабля (объем погруженной части) и тоннаж (масса воды в объеме погруженной части). Одинако­вы ли численно эти величины для одно-

241. Лактометром (рис. 33) определяют плот­ность молока. В каком мо­локе — с большим или меньшим содержанием жира — лактометр погру­зится глубже? Почему?

ro и того же корабля в речной и мор­ской воде?

237. Вес тел по мере приближения к экватору уменьшается. Корабль, имею­щий в Белом море вес 200 000 кН, в Черном море становится легче на 800 кН. Изменится ли его осадка в воде? Разли­чием плотности воды в Черном и Белом морях пренебречь.

238. В гавани во время прилива сто­ит судно, с которого спускается в море лесенка. Ученик, желая определить ско­рость подъема воды во время прилива, измерил высоту каждой ступеньки и сел на берегу отсчитывать число ступенек, которые покроет вода за 2 ч. Получит ли он результат? (Задача-шутка.)

Ареометры

239°. В какой части шкалы ареомет­ра расположено деление, отмеченное числом 1, если ареометр предназначен для измерений в более плотных жидкос­тях, чем вода?

240. На рис. 32 изо­бражен поплавок, который может быть использован как весы для небольших грузов. Как действуют та­кие весы?

242°. На рис. 34 изображены два ареометра разной формы. Какой из ареометров более чувствительный?

243°. Можно ли пользоваться земны­ми ареометрами на Луне, где сила тя­жести в шесть раз меньше, чем на Зем­ле?

Воздухоплавание

244°. Почему нагретый воздух подни­мается в более холодном?

245. В атмосфере какой планеты бу­дет подниматься воздушный шар, напол­ненный воздухом?

246°. Чем объясняется наличие мак­симальной высоты («потолка») для воз­душного шара, которую он не в состоя­нии преодолеть?

247°. На рис. 35 представлен один и тот же стратостат на различных высотах над землей. Какой форме стратостата соответствует большая высота подъема?

248°. Дирижабль наполняют легким газом. Не лучше ли было бы из него вы­качать воздух?

249°. Одинаковый ли вес покажут весы при взвешивании камеры от фут­больного мяча, надутой воздухом (каме­ра еще не приняла шарообразной фор­мы), и той же камеры, не надутой возду­хом?

250°. Картонный ящик уравновешен на весах. В ящик кладут детский воз­душный шар, наполненный водородом, и закрывают ящик крышкой.

а) Нарушится ли равновесие весов?

б) Нарушится ли равновесие весов, если в ящик поместить шар с привязан­ным к нему грузом такого веса, что шар может висеть в воздухе?

251°. Водород и гелий под действи­ем силы тяжести должны двигаться вниз. Но наполненные ими летательные аппа­раты поднимаются вверх. Как разрешить это кажущееся противоречие?

252°. Можно ли на Луне для пере­движения космонавтов пользоваться воз­душными шарами?

253°. Изобретатель предложил на­полнять воздушный шар горячим возду­хом, подогреваемым трущимся о тормоз­ные колодки валом, который приводит­ся в движение ветряком, выдвинутым из гондолы. В чем состоит принципиальная ошибка этого проекта?

254. Две одинаковые по весу оболоч­ки воздушного шара, сделанные одна из тонкой резины, а другая из прорезинен­ной ткани, наполнены одинаковым ко­личеством водорода (водород из шаров выходить не может). Какой шар подни­мется выше?

ОТВЕТЫ, РЕШЕНИЯ И УКАЗАНИЯ

113. В этих напитках растворен уг­лекислый газ род давлением большим, чем атмосферное давление воздуха. При раскупорке бутылки давление извне уменьшается, растворимость газа пада­ет, поэтому газ частично выходит из жидкости, расширяется, вследствие это­го жидкость бурлит, слышно шипение (напиток «кипит»).

114. Для прочности. Наибольшее утолщение ствола сделано в казенной

части, где при взрыве пороха в малом пространстве возникает наибольшее дав­ление.

116. При нагревании в сосуде, ем­кость которого не изменяется.

117. Путем нагревания его в горячей воде.

118. Закон Паскаля.

119. Сыпучий материал передает дав­ление не только вниз, но и в стороны. Поэтому величина площади грунта, на которую распределяется вес поезда, уве­личивается. Соответственно уменьшает­ся давление на грунт. Это обеспечивает большую сохранность железнодорожно­го пути.

120. Чтобы вода вытекала, необхо­димо создать разность давлений на воду внутри и вне сосуда, причем внутри со­суда оно должно быть большим. Этого можно достичь четырьмя способами:

а) соединить трубку с откачивающим на­сосом; б) нагнетать воздух в сосуд че­рез трубку; в) нагревать воздух в сосу­де; г) кипятить воду.

121. Закон Паскаля.

122. Давление, создаваемое легкими мальчика, равно давлению воздуха внут­ри камеры,

123. Давление, созданное в одном месте, передается воздухом по всем на­правлениям. Так как площадь оболочки мешка велика, то возникает большая сила давления на бумагу. Оболочка не выдерживает и разрывается.

(Поскольку бумажный пакет почти нерастяжим, при ударе внутри пакета резко возрастает давление. Пакет рвет­ся, и воздух вырывается наружу, созда­вая звуковую волну. Мы слышим хлопок. - Ред.)

125. Разницы не будет.

126. Насос совместно с баллоном об­разует пневматическую машину, даю­щую определенный выигрыш в силе.

128. В сторону приподнятого конца.

129. Нет. Если бы поверхность воды в реке была горизонтальной, то вода не текла бы вдоль ее русла.

130. Уровень воды в трубке повысит­ся, так как гидростатическое давление воды дожмет резиновый шар.

131. Давление жидкости зависит не от ориентации площадки, а только от ее глубины погружения. Поэтому давление в точках А и В одинаково.

132. Вследствие давления слоев воды, расположенных над верхней крыш­кой сильфона, он сожмется.

134. Уменьшилось.

135. Давление в жидкости пропорци­онально глубине погружения.

136. Давление воды на дно (у крана) прямо пропорционально высоте ее уров­ня в самоваре.

137. Одним из возможных решений является сосуд Мариотта (рис. 36). Дав­ление, под которым вытекает жидкость

из отверстия А, оп­ределяется раз­ностью высот точ­ки А и отверстия В открытой трубки BD, т. е. высотой Н, и не зависит от уровня С жидкости в сосуде.

138. Если сопротивление воздуха от­сутствует, то вода в свободно падающем сосуде находится в состоянии невесомос­ти, т. е. не производит давления на дно и стенки сосуда. Следовательно, вода из отверстия вытекать не будет.

140. Давление в пузырьке равно дав­лению на дно сосуда, т. е. р = рgН. Та­ким же оно останется в пузырьке, когда он всплывет, так как объем пузырька не изменяется (бак герметичен и заполнен почти несжимаемой водой). Таким обра­зом, на поверхность воды пузырек ока­зывает давление р. Это давление вода в соответствии с законом Паскаля пере­дает по всем направлениям (в том числе и на дно сосуда). Следовательно, вода производит давление на дно сосуда, рав­ное сумме давления р водяного столба и давления р внутри пузырька воздуха, т. е. всего 2р.

141. Давление на дно АВ будет оп­ределяться разностью уровней КМ и АВ жидкости в сосуде.

142. Давление увеличится. От веса тела изменение давления не зависит.

143. Так как сила давления увеличи­вается вместе с площадью дна и высо­той жидкости, то дно следует сделать пошире, а сам сосуд узким, чтобы жид­кость стояла в нем повыше.

144. В соответствии с законом Пас­каля жидкость производит давление на стенки полусферы. Равнодействующая сил давления воды на отдельные участки поверхности колокола направлена вверх. Когда уровень воды достигает верхнего отверстия, величина силы давления воды на стенки колокола становится равной его весу* и вода приподнимает его.

145. Нет, так как под давлением воды воздух под колоколом сжимался и не­много воды проникало внутрь колоко­ла.

146. Давление внутри жидкости про­порционально глубине погружения. При наличии волн толщина слоя воды над аквалангистом периодически изменялась. Это приводило к изменению давления, что и ощущали барабанные перепонки пловца.

* По нынешней терминологии рекомен­дуется разделять понятия вес и сила тяжес­ти. Термин вес обозначает силу, с которой тело действует на опору или подвес.

Термин сила тяжести обозначает силу гравитационного воздействия на тело. В дан­ном случае речь идет о силе тяжести. — Прим. ред.

148. Можно применить такое устрой­ство: две стеклянные трубки соединяют длинной резиновой трубкой и наполня­ют их водой. Держа одну из трубок у одной из стен и зафиксировав опреде­ленный уровень воды в ней (согласно отметке на стене), обходят вместе с дру­гой трубкой остальные стены и делают на них отметки согласно уровню воды в трубке (начальный уровень воды в не­подвижной трубке при этом не должен изменяться).

149. Если сосуд широк, а трубки уз­кие и короткие, то при открывании кра­на А уровень воды в сосуде практически не изменится. При открывании крана С вся вода из сосуда вытечет. В случае от-крывания кранов В и D вода в сосуде установится на уровне отверстий трубок этих кранов.

150. Давление внутри жидкости, со­зданное ее весом, зависит от глубины погружения. В соответствии с законом Паскаля это давление передается по всем направлениям без изменения. Следова­тельно, внутри жидкости оно одинаково на. данной горизонтальной плоскости АВС и равно рдН, где р - плотность воды, д= 9,8 м/с², Н— глубина погру­жения.

151. В колене АВС образуется водя­ная пробка, которая препятствует про­никновению газов из канализационных труб в жилое помещение.

153. Водопровод—система сообща­ющихся сосудов. При большом расхо­де воды уровень воды в водонапорной башне понижается. Чем выше распола­гается кран водопроводной сети, тем меньше разность уровней воды в водо­напорной башне и в кране, тем меньше давление, под которым вытекает вода из крана. Если не использовать допол­нительные насосы, то вода иногда и не доходит до кранов верхних этажей зда­ния.

154. Вначале уровень воды в сосуде А будет понижаться до уровня горлови­ны С сосуда В. При этом дальность по­лета струи будет уменьшаться, так как уменьшается давление воды на уровне отверстия D. Затем уровень воды в со­суде А будет постоянным (вода из кол­бы В вытекает, а вместо нее входит воз­дух) до тех пор, пока в сосуде В будет еще вода (если диаметр горловины С больше диаметра отверстия D\. Когда вся вода из сосуда В вытечет, уровень жид­кости в сосуде А будет снова понижать­ся и дальность полета струи также бу­дет уменьшаться.

155. При выдергивании ноги из бо­лота под стопой создается пространст­во, в которое воздух не может попасть. Поэтому, вытаскивая ногу, человек дол­жен преодолеть не только сопротивле­ние вязкой почвы, но еще и силу давле­ния атмосферного воздуха.

156. При вытаскивании ноги из грун­та воздух просачивается через раздвое­ние копыта. Вследствие этого не возни­кает разности давлений воздуха над и под копытом и нога легко поднимается.

157. При засорении отверстия в баке создается разрежение, общее давление жидкости и воздуха в баке может ока­заться меньше атмосферного давления, •и подача горючего прекратится.

158. Когда вода вытекает из бутыл­ки, воздух в ней расширяется, давление его падает и становится меньше атмо­сферного. Вследствие этого наружный воздух пузырями прорывается сквозь жидкость в бутылку. Возникает буль­канье. Стенки резиновой грелки эластич­ны. По мере вытекания воды они сжи­маются. Давление воздуха внутри нее все время такое же, как и внешнее. Поэтому вода вытекает сплошной струёй.

159. Когда вода вытекает, давление между донышками пробирок становится меньше атмосферного, и наружный воз­дух поднимает внутреннюю пробирку вверх.

160. В первом случае вода из колбы переливается в стакан, во втором из ста­кана переходит в колбу.

161. Если на борту корабля поддер­живается нормальное давление воздуха, то состояние невесомости не оказывает никакого влияния на процесс заполне­ния авторучки чернилами.

162. а) Давление воздуха внутри мяча равно сумме давления наружного воз­духа и давления, создаваемого растяну­той резиновой оболочкой. Поэтому дав­ление воздуха внутри мяча больше, чем снаружи; б) оболочка должна быть сво­бодной, не натянутой.

163. Масляный, так как плотность масла в 15 раз меньше плотности ртути, и поэтому изменению уровня ртути на 1 мм соответствует изменение уровня масла на 15 мм.

166. Можно.

167. Прибор будет давать неверные показания, так как над ртутью находит­ся некоторое количество воздуха.

168. За показание ртутного баромет­ра принимается высота столбика ртути в трубке, отсчитанная от поверхности ее в чашке. При изменении атмосферного дав­ления высота столбика изменяется, при этом какое-то количество ртути перехо­дит либо из трубки в чашку, либо из чаш­ки в трубку. Следовательно, уровень рту­ти в чашке при изменении атмосферного давления будет изменяться. Шкала же прибора неподвижна и отнесена к како­му-то условному уровню ртути. Значит, прибор дает систематическую ошибку, которую в точных измерениях надо учи­тывать. На практике, чтобы уменьшить эту ошибку прибора, чашку берут гораздо шире трубки. Тогда уровень ртути в чаш­ке изменяется незначительно.

169. Нет.

170. В падающем барометре ртуть не­весома. А так как атмосферное давле­ние существует, то ртуть заполнит всю трубку.

171. Анероид.

172. Плотность воздуха быстро уменьшается с высотой, плотность воды незначительно увеличивается с глубиной погружения.

175. С увеличением высоты атмо­сферное давление уменьшается, поэто­му газ будет лучше выходить из трубки By и пламя А, увеличивается.

176. Уровень жидкости в широком колене практически не изменяется, и от­счет изменения давления производится» по положению уровня в узкой трубке. Высота поднятия жидкости не зависит от угла наклона трубки, а длина жидко­го столбика зависит от угла наклона. Эта длина значительно больше высоты, поэ­тому такой манометр обладает большей чувствительностью.

177. Будет, так как на площадку СС^ действует сила давления, выпрямляющая трубку.

178. Насосом, расположенным на вы­соте 30 м, — нельзя, а на высоте 5м— можно.

179. При нормальном атмосферном давлении вода не может быть поднята всасывающим насосом выше 10,34 м.

180. Нельзя. Насос имеет систему клапанов, которых у шприца нет. Дви­жение жидкости в насосе идет все вре­мя в одном направлениях, в шприце ойо идет то в одном, то в противоположном направлении. Действие шприца сходно с действием пипетки (глазной капельницы).

181. Одним клапаном является сама кожаная манжетка-поршень насоса, дру­гим — ниппель в камере.

182. При работе всасывающего на­соса, находящегося у верха колодца, подъем воды совершается действием силы атмосферного давления; у нагне­тательного насоса, находящегося на дне колодца, подъем воды производится си­лой мышц человека.

183. Сифон перестанет действовать. Жидкость из обоих колен вытечет в со­суды.

184. См. рис. 37.

185. Вода будет выливаться из ван­ны, пока уровень воды в ней будет выше уровня жидкости в сосуде, куда она пе­ретекает.

186. Система из трубок будет рабо­тать как сифон. Из верхнего стакана вода будет перетекать в средний и нижний. Кроме того, из среднего стакана вода будет перетекать в нижний. Таким обра­зом, перетекание будет продолжаться до тех пор, пока вода в сосудах не окажет­ся на одном уровне — том, который она занимает в нижнем сосуде.

187. В воде на тело человека дей­ствует направленная вверх выталкиваю­щая сила. На берегу она не действует.

188. Автор выражается достаточно точно. Сила тяжести, с которой Земля притягивает к себе тела, в воде остается прежней. Но в жидкости, кроме того, дей­ствует еще и направленная в противопо­ложную сторону выталкивающая сила. Поэтому и возникает уменьшение веса (точнее, силы воздействия на первона­чальную опору. В этом смысле тело в воде легче, чем на суше. — Ред.)

189. На человека в воде, кроме силы тяжести, действует еще и выталкиваю­щая сила, направленная вверх.

190. В воде действует выталкиваю­щая сила. Поэтому для поддержания рас­тения в вертикальном положении ему не нужен жесткий стебель.

191. Нет, так как давление на кру­жок сверху больше, чем снизу.

192. Чем глубже опустится подвод­ная лодка, тем большее давление будут испытывать ее стенки. Так как существует предел прочности конструкции лодки, то существует и предел глубины ее погру­жения.

193. Показание динамометра не из­менится. Силы давления жидкости дей­ствуют лишь перпендикулярно боковой поверхности цилиндра. Поэтому вытал­кивающая сила отсутствует.

194. Пробка будет неподвижна отно­сительно сосуда.

' 195. Поскольку массы кубика и плас­тинки, сделанных из одного материала, одинаковы, то одинаковы и их объемы. Значит, при полном погружении в воду на них действует одна и та же выталки­вающая сила.

196. Плотность мрамора меньше плотности меди, поэтому при одинако­вой массе мрамор имеет больший объ­ем, значит, на него будет действовать большая выталкивающая сила и его легче удержать в воде, чем медную гирю.

197. Нет, если корабль скроется под водой, он обязательно опустится на дно.

198. Столько же, если пренебречь из­менением плотности воды на различных глубинах. Тело опускается на дно сосу­да, когда действующая на него сила тя­жести больше выталкивающей силы.

199. Прилипшие пузырьки воздуха незначительно увеличивают массу тела, но существенно увеличивают его объем. Поэтому значение плотности получается меньшим.

200. Такое же, как и на Земле: архи­медова сила равна весу жидкости, вы­тесненной погруженным в нее телом.

201. Закон Паскаля действует. Архи­медова сила в условиях невесомости от­сутствует.

202. Гири должны быть из того же вещества, что и взвешиваемое тело.

203. При вдохе пловец всплывает, при выдохе погружается глубже в воду, так как при дыхании меняется объем груд­ной клетки и соответственно меняется архимедова сила.

(При вдохе пловец всплывает, при выдохе погружается глубже в воду, так как при дыхании меняется объем груд­ной клетки, а масса тела остается прак­тически постоянной. Поэтому общий объем тела при вдохе возрастает, при выдохе убывает, а объем части тела, пог­руженной в воду, не меняется. — Ред.)

204. Одинаковы. Брусок плавает в обеих жидкостях, значит, выталкиваю­щая сила в каждой из них равна дей­ствующей на него силе тяжести.

206. Нет, так как подъемная сила (разность между максимальной архиме­довой силой и силой тяжести) круга име­ет ограниченную величину.,

207. Чтобы увеличить силу тяжести и сделать ее больше архимедовой силы, иначе водолаз не погрузится на необхо­димую Глубину.

208. Давление увеличится, так как по­высится уровень воды в сосуде.

209. Не изменится, так как вес куска дерева равен весу вытесненной им (и вылившейся из стакана - Ред.) воды.

210. Задачу можно решить двумя спо­собами. Первый: на дно цилиндрическо­го сосуда действует, кроме веса воды, еще и вес плавающего в ней куска дере­ва, поэтому пластинка отпадет. Второй:

погруженный в воду кусок дерева повы­шает уровень воды в сосуде, от этого увеличивается гидростатическое давле­ние на дно сосуда, значит, увеличивает­ся действующая на пластинку сила, поэ­тому пластинка отпадет.

211. Справедлив, так как вес поплав­ка равен весу вытесненной им жидко­сти.

212. При одинаковых шариках уро­вень соприкосновения воды со ртутью не изменится.

213. Вес плавающего стакана увели­чится на вес изъятой из сосуда воды. Поэтому стакан будет погружен в воду немного глубже, так что уровень воды в сосуде не изменится.

(Вес плавающего стакана увеличит­ся на вес изъятой из сосуда воды. Поэ­тому стакан вытеснит дополнительно

объем воды того же веса, т. е. тот же самый объем, который занимала зачерп­нутая вода. Уровень воды в сосуде не изменится. — Ред.)

214. Вес плавающего льда равен весу вытесненной им воды. Поэтому объем воды, образовавшейся при таянии льда, будет в точности равен объему вытес­ненной им воды, и уровень жидкости в стакане не изменится. Если в стакане на­ходится жидкость более плотная, чем вода, то объем воды, образовавшейся после таяния льда, будет больше, чем объем жидкости, вытесненной льдом, и вода перельется через край. Наоборот, в случае менее плотной жидкости, пос­ле того как лед растает, уровень пони­зится.

215. Объем количества воды, урав­новешивающего свинец, в 11,3 раза боль­ше объема грузика, ибо в 11,3 раза плот­ность свинца больше плотности воды. Если теперь лед растает, то погрузив­шийся в воду кусочек свинца, конечно, не заполнит собой той добавочной по­лости, которую занимал нагруженный лед. И уровень воды опустится.

Пусть теперь кусок плавающего в воде льда, содержащего внутри себя пузырек воздуха, вытесняет определен­ный объем воды (рис. 38). Очевидно, вес льдинки не изменится, если пузырек пе­реместится вверх, а свободная полость заполнится льдом. Но если вес льдинки не изменился, то сохранится прежним и объем вытесненной ею воды. Теперь решение задачи сведено к случаю, опи­санному в задаче 214, решение которой от формы куска льда не зависит. Поэто­му уровень воды после таяния льда не изменится.

216. Так как плотность пресной воды меньше плотности соленой, то повысил­ся бы.

217. В обоих случаях уровень воды после таяния льда не изменится. В са­мом деле, суммарный вес воды, льда и пробки будет равен суммарному весу воды и пробки после того, как лед рас­тает. Давление на дно сосуда не изме­нится, а значит, не изменится и высота уровня воды в сосуде.

218. Может. Например, лед в воде плавает, а в керосине тонет.

219. Будет плавать.

220. При одинаковых весах плаваю­щие цилиндры вытеснят равные объемы

ртути. Так как площади оснований цилин­дров одинаковы, то одинаковыми будут и глубины погружения их в жидкость.

221. Плотность примесей меньше, а плотность зерна больше плотности рас­твора.

222. Плотность чистой воды меньше средней плотности яйца, поэтому оно в ней тонет. Плотность раствора поварен­ной соли больше плотности яйца, поэто­му оно в нем всплывает.

223. Всыпать а воду поваренной соли.

224. Шарик немного всплывет отно­сительно уровня ртути.

225. Плотность молока больше плот­ности чая.

226. Керосин будет всплывать в воде и продолжать гореть.

227. Масло плавает поверх уксуса. Чтобы налить масло, надо просто накло­нить бутылку. Чтобы налить уксус, надо закрыть бутылку пробкой, перевернуть ее, затем приоткрыть пробку ровно на­столько, чтобы вылилось нужное коли­чество уксуса.

228. Бутылка наполняется водой, за­крывается пальцем, переворачивается вверх дном и опускается горлышком в слой масла. Если убрать палец, то вода из бутылки будет вытекать, а на ее мес­то в бутылку будет входить масло. Мож­но еще опустить в вертикальном положе­нии пустую бутылку в воду так, чтобы край горлышка был на уровне масла.

229. В первом случае бутылка пото­нет, во втором — будет плавать, так как плотность стекла больше плотности воды и меньше плотности ртути.

230. Уровень воды понизится.

231. Не утонет, так как в спутнике тела невесомы, а масло предохранит по­верхность гайки от смачивания водой.

232. Нет. В состоянии невесомости мышцы тела человека не испытывают на­грузок силы тяжести, легкоподвижные части тела (внутренние органы, кровь и т. д.) не производят «весового» давле­ния на окружающие их органы. Поэтому возникает ощущение легкости.

В воде же на пловца действуют сила тяжести и архимедова сила. Он сжат дей­ствующими на него силами и не испыты-. вает того состояния, которое ощущает космонавт.

233. Когда лодка плотно прижата к мягкому грунту так, что между нею и грунтом нет воды, давление воды на ни­жнюю часть лодки отсутствует, т. е. от­сутствует сила, направленная вверх. Сила же давления на верхнюю часть лодки на­правлена вниз и вместе с силой тяжести прижимает ее к грунту.

234. Грязь и вода, имеющие плот­ность большую, чем керосин или бен­зин, опускаются на дно отстойника.

235. Одинаковы.

236. В речной воде одинаковы, в мор­ской — неодинаковы.

(При выходе из реки в море объем­ное водоизмещение корабля уменьшит­ся, а тоннаж останется прежним. — Ред.)

237. Осадка корабля зависит от его веса и веса вытесненной им воды. На разных широтах вес корабля разли­чен, но точно так же меняется и вес постоянной массы воды. Вследствие этого осадка корабля в воде всюду одинакова, где одинакова ее плот­ность.

238. Положение корабля относитель­но поверхности воды не изменяется. По­этому «метод» ученика никакого резуль­тата не даст. д 239. В верхней.

240. Если на площадку поплавка по­местить небольшой груз, поплавок опус­тится. Величина погружения плавающего прибора пропорциональна весу груза.

241. Плотность более жирного моло­ка меньше, и в нем лактометр погрузит­ся глубже.

242. Более тонкий в верхней части.

243. Можно, так как в одинаковое число раз уменьшается и вес ареометра и вес вытесненной им жидкости.

244. Плотность нагретого воздуха меньше холодного, поэтому на нагретый воздух действует избыточная архимедо­ва сила.

245. В атмосфере с большей плот­ностью, чем воздух.

246. Уменьшением плотности возду­ха с высотой подъема шара.

247. Чем больше высота подъема, тем ближе форма газовой оболочки страто­стата к шарообразной.

248. Выкачивать из оболочки воздух нельзя, так как огромная сила атмосфер­ного давления легко раздавит сравни­тельно непрочную оболочку дирижабля.

249. Одинаковый. При заполнении камеры воздухом при атмосферном дав­лении вес ее не изменяется, так как вес воздуха в камере уравновешивается вы­талкивающей силой, равной весу возду­ха, вытесненного наполненной камерой.

250. а) Чашка, на которой стоит ящик, поднимается. Шар с водородом вытес­няет из ящика воздух, вес которого боль­ше, чем вес шара с водородом; б) не нарушится.

251. Движение водорода и гелия вверх обусловлено аэростатическим дав­лением воздуха, вытесняющего эти газы.

252. Нельзя, так как на Луне нет ат­мосферы.

253. Воздух не будет нагреваться, так как не будет вращаться ветряк, ибо при полете шара в постоянном воздушном потоке шар покоится относительно ок­ружающего воздуха.

254. Шар из резины поднимется выше, поскольку его оболочка по мере подъема растягивается.

9