Главная страница
Навигация по странице:

  • Объем вытесненной жидкости равен объему погруженной части тела.

  • Выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости: F

  • Считаем, что тело погружено в жидкость полностью. Чтобы ответить на вопрос задачи, нужно найти выталкивающую силу и сравнить с силой тяжести, действующей на тело.

  • Для удобства вычислений считаем, что вода пресная.

  • Наибольшая допустимая глубина погружения судна с грузом отмечена ватерлинией.

  • Задачи для решения

  • Алгоритм решения задач на механическую работу, мощность, КПД

  • Алгоритм решения задач на расчет скорости, пути и времени движения 7 кл


    Скачать 1.3 Mb.
    НазваниеАлгоритм решения задач на расчет скорости, пути и времени движения 7 кл
    Дата24.07.2021
    Размер1.3 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаalgoritm_resheniya_zadach_-_7_kl.docx
    ТипДокументы
    #225274
    страница4 из 5
    1   2   3   4   5

    Пример 1.Плотность соленой воды в море 1180кг/м3. Чему равна выталкивающая сила, действующая на человека, объем погруженной части тела которого 65дм3?

    Найти: Fа - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    ρ = 1180кг/м3

    Vпогр = 65дм3



    65·0,001м3

    Fа = ρ·g· Vпогр

    Fа = 1180кг/м3·10Н/кг·0,065м3 = 767Н

    Ответ: Fа = 767Н.

    Пример 2.Бревно массой 50кг плывет по реке. Чему равна выталкивающая сила, действующая на бревно?

    Найти: Fа - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    m = 50кг




    Тело плавает, если Fа = Fт = m·g

    Fа = 50кг·10Н/кг = 500Н

    Ответ: Fа = 500Н.

    Пример 3.При погружении тела в отливной стакан вытеснено 0,2дм3 спирта. Чему равна выталкивающая сила, действующая на это тело?

    Объем вытесненной жидкости равен объему погруженной части тела.

    Найти: Fа - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    ρж = 800кг/м3

    Vпогр = 0,2дм3



    0,0002м3

    Выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости: Fа = Рж.

    Рж = mж·g = ρж·Vпогр·g

    Fа = 800кг/м3·0,0002м3·10Н/кг = 1,6Н.

    Ответ: Fа = 1,6Н.

    Пример 4.С какой силой лебедка тянет якорь массой 2т, погруженный в пресную воду, если его объем 0,26м3?

    Найти: F - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    ρж = 1000кг/м3

    Vпогр = 0,26м3

    m = 2т


    2000кг

    Я корь поднимают вверх лебедкой (с помощью троса), следовательно, равнодействующая всех сил, действующих на якорь, направлена вверх и она и есть искомая сила: F = FтFа = m·g - ρж·g· Vпогр

    F = 2000кг·10Н/кг - 1000кг/м3·10Н/кг·0,26м3 =

    20000Н – 2600Н = 17400Н.

    Ответ: F = 17400Н.

    Пример 5.Тело объемом 2,5дм3 имеет в воздухе вес 25Н. Потонет ли тело в воде?

    Считаем, что тело погружено в жидкость полностью. Чтобы ответить на вопрос задачи, нужно найти выталкивающую силу и сравнить с силой тяжести, действующей на тело.

    Найти: Fа - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    ρж = 1000кг/м3

    Vпогр = 2,5дм3

    Р1 = 25Н



    0,0025м3


    Fа = ρж·Vпогр·g = 1000кг/м3·0,0025м3·10Н/кг = 25Н.

    Сила тяжести, действующая на тело, равна весу этого тела в воздухе: Fт = 25Н.

    По условию плавания тел, т.к. Fа = Fт, то тело в воде будет плавать.

    Ответ: тело не потонет.

    Пример 6.Плотность льда 0,9г/см3. Что больше: подводная или надводная часть айсберга? Какая часть айсберга находится под водой, какая – над водой?

    Для удобства вычислений считаем, что вода пресная.

    Найти:V1 ,V2 -? , - ?

    СИ

    Решение:

    ρл = 0,9г/см3

    ρж = 1г/см3

    V1 – надводная часть айсберга

    V2 – подводная часть




    А йсберг плавает, следовательно: Fа = Fт.

    Fа = ρж·V2·g

    Fт = mл·g = ρл·(V1 + V2)·g

    Приравниваем правые части уравнений, сокращаем на g, подставляем плотности, раскрываем скобки и получаем: V2 = 9V1. Подводная часть айсберга больше надводной части. Весь объем айсберга: V = V1 + V2 = V1 + 9V1 = 10V1. Надводная часть = = 1/10 объема айсберга. Следовательно, подводная часть составляет 9/10 объема.

    Ответ: больше подводная часть айсберга: она составляет 9/10 объема айсберга, надводная часть – 1/10 объема.

    Пример 7.Погрузится ли до ватерлинии судно водоизмещением 124МН, если оно примет груз массой 5900т? Вес самого судна вместе с оборудованием равен 65000кН.

    Наибольшая допустимая глубина погружения судна с грузом отмечена ватерлинией.

    Найти: Fа, Fт - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    Рводы = 124МН

    mгр = 5900т

    Рсудна = 65000кН


    124·106Н

    5,9·106кг

    65·106Н

    Судно плавает, следовательно: Fа = Fт.

    Если судно погрузится до ватерлинии, то сила Архимеда будет равна весу вытесненной судном воды: Fа = 124·106Н.

    Сила тяжести, действующая на судно с грузом, равна сумме силы тяжести, действующей на судно и силе тяжести, действующей на груз: Fт = Fсудна + Fгр = Рсудна + mгр·g = 65·106Н + 5,9·106кг·10Н/кг = 65·106Н + 59·106Н = 124·106Н.

    Ответ: погрузится.

    Пример 8.Радиозонд наполнен водородом и имеет объем 10м3. Какого веса радиоаппаратуру он может поднять в воздух, если его оболочка весит 6Н?

    Найти: Ргр - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    V = 10м3

    ρвод = 0,09кг/м3

    ρвозд = 1,29кг/м3

    Робол = 6Н





    Радиозонд с грузом сможет подняться в воздух, если Fа ≥ Fт.

    ρвозд·g·V ≥ m·g, на g можно сократить.

    Сила тяжести действует на оболочку, груз и водород в оболочке, поэтому m·g =

    Робол + Ргр + ρвод·g·V = 6Н + Ргр + 0,09кг/м3·10Н/кг·10м3 = 15Н + Ргр.

    Сила Архимеда действует на зонд со стороны воздуха: Fа = ρвозд·V·g =

    1,29кг/м3·10м3·10Н/кг = 129Н.

    Подставим в неравенство: 129Н ≥ 15Н + Ргр. Решая, получим, что 114Н ≥ Ргр.

    Ответ: радиозонд сможет поднять аппаратуру весом не более 114Н.

    Задачи для решения:

    1)Определите объем тела, на которое действует архимедова сила 300Н, когда оно целиком опущено в воду.

    2)Плот площадью 50м2 находится в пресной воде, глубина погружения 25см. Какая сила тяжести действует на плот?

    3)Тело массой 5кг вытесняет 6,5кг воды. Утонет тело или нет?

    4)Брусок объемом 80см3плавает на поверхности воды. Определите объем надводной части бруска, если его масса 32г.

    5)Тело при погружении в воду уменьшается в 5 раз. Определите плотность тела.

    6)Железную деталь размерами 20х20х25см погружают в воду. Какую силу надо приложить, чтобы удержать эту деталь в воде?

    7)Определите, что покажут пружинные весы, если тело объемом 100см3 из алюминия взвешивать в керосине?

    8) Прямоугольная льдина длиной 52м и шириной 40м плавает в море. Над поверхностью воды выступает 1м льда. Определите объем всей льдины.

    9)Какова плотность подвешенного к динамометру бруска, если при полном погружении бруска в керосин показания динамометра уменьшаются с 12Н до 8Н?

    10)Плотность жидкости в 5 раз больше плотности материала тела. Какая часть объема тела будет выступать над жидкостью, если тело поместить в жидкость?

    11) Цинковый шар весит 3,6Н, а при погружении в воду – 2,8Н. Сплошной или полый шар? Объем полости?

    12)Судно, погруженное в воду до ватерлинии, вытесняет 15000м3 воды. Вес судна без груза 5МН. Чему равен вес груза?

    13)Масса снаряжения воздушного шара (оболочки, сетки, корзины) составляет 450кг. Объем шара 1600м3. Вычислите, какой подъемной силой будет обладать этот шар при наполнении его водородом, гелием, светильным газом (плотность светильного газа 0,4кг/м3).

    Алгоритм решения задач на механическую работу, мощность, КПД

    1.Внимательно прочитайте задачу.

    2.Повторите ее содержание вслух, не глядя в текст.

    3.Запишите данные задачи по образцу.

    4.Впишите, если необходимо, данные из справочных таблиц.

    5.Переведите величины, о которых идет речь в задаче, в единую систему единиц (например, СИ).

    6.Если необходимо, сделайте чертеж условия задачи.

    7.Запишите формулу, необходимую для решения задачи.

    8.Выразите из формулы искомую величину.

    9.Поставьте в формулу значения физических величин с единицами измерения, получите ответ.

    10.Запишите ответ задачи.

    Пример 1.Определите работу, которую необходимо совершить, чтобы поднять гидравлический молот массой 10т на высоту 150см.

    Найти: А - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    m = 10т

    h = 150см


    104кг

    1,5м

    При равномерном поднятии молота нужно приложить силу, равную по величине силе тяжести, действующей на молот: A = F·S = m·g·h

    A = 104кг·10Н/кг·1,5м = 1,5·105Дж

    Ответ: А = 1,5·105Дж.

    Пример 2.Определите мощность двигателя, совершающего за час работу 18000кДж.

    Найти: N - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    t = 1ч

    A = 18000кДж


    3600с

    1,8·107Дж

    N =

    N = = 5000 Вт = 5кВт

    Ответ: N = 5кВт.

    Пример 3.Лошадь везет телегу, прилагая усилие 400Н со скоростью 3,6км/ч. Какую работу совершает лошадь за час?

    Найти: А -?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    F = 400H

    ʋ = 3,6км/ч

    t = 1ч



    1м/с

    3600с

    A = F·S = F·ʋ·t

    А = 400H·1м/с·3600с = 1440000Н·с = 1,44МДж

    Ответ: А = 1,44МДж.

    Пример 4.Длина большего плеча рычага 24см, меньшего – 16см. К длинному плечу прикреплен груз массой

    4 кг. Какую силу надо приложить к короткому плечу, чтобы рычаг был в равновесии?

    Найти: F2 - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    L1 = 24см

    L2 = 16см

    m1 = 4кг


    0,24м

    0,16м

    Рычаг находится в равновесии, если отношение сил обратно отношению плеч:

    = = = .

    = = 60Н

    Ответ: = 60Н.

    Пример 5.С какой силой действует на опору рабочий массой 65кг, равномерно поднимая на неподвижном блоке груз массой 40кг?

    Найти: Fд - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    m1 = 65кг

    m2 = 40кг




    Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, следовательно, прикладываемое рабочим усилие равно весу поднимаемого груза: F = P2 = m2·g = 40кг·10Н/кг = 400Н.

    На опору рабочий действует силой давления, которая складывается из веса рабочего и силы, действующей на рабочего со стороны груза (направлена против усилия рабочего): Fд = P1 - P2 = m1·g - P2 = 650Н - 400Н = 250Н.

    Ответ: рабочий действует на опору с силой 250Н.

    Пример 6.По наклонной плоскости длиной 5м и высотой 1,5м поднимают равномерно груз массой 180кг. Какую силу надо приложить к грузу, если КПД наклонной плоскости 60%?

    Найти: F - ?

    СИ

    Решение:

    Дано:

    l = 5м

    h = 1,5м

    m = 180кг

    η = 60%




    В задаче не говорится о силе трения, следовательно, принимаем ее равной нулю. Дан КПД, начинаем решать задачу с формулы КПД: η = ·100%. Аз – «затраченная»(выполненная) работа – то, что необходимо было сделать: нужно поднять груз на высоту h. Ап – «полезная» работа – то, каким образом получили результат: тянули вдоль наклонной плоскости. Исходя из этого: η = ·100% =˃ F =

    F = = 900Н

    Ответ: F = 900Н.
    1   2   3   4   5


    написать администратору сайта