Задача по физике - 13260
Длинная тонкая прозрачная трубка заполнена глицерином, посредине трубки находится маленький воздушный пузырек. Когда трубка вертикальна, пузырек всплывает практически с постоянной скоростью 1 см/с. Сделаем трубку горизонтальной, подождем достаточно долго - пока все успокоится, а пузырек перестанет двигаться. Теперь разгоним трубку вдоль ее оси до скорости 10 см/с и продолжим двигать ее с этой скоростью. Найдите смещение пузырька относительно его начального положения. Считать силу сопротивления пропорциональной скорости пузырька относительно жидкости.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13316
Один из концов $U$ - образной трубки постоянного сечения с налитой в нее ртутью наглухо закрыли. Воздух в закрытом конце трубки стали медленно нагревать, измеряя зависимость его давления $p$ от температуры $T$. Как оказалось, эта зависимость в начале нагревания приближенно является линейной: $p = p_{0} \left (1 + \alpha \left ( \frac{T}{T_{0}} - 1 \right ) \right )$, где $p_{0} = 760 мм рт. ст.$ - атмосферное давление, $T_{0}$ - температура окружающей среды коэффициент $\alpha = 0,5$. Найдите высоту столба воздуха в закрытом конце трубки в начале процесса.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13386
В неблизком будущем на уроке физики в школе на Луне проводится такой эксперимент. Сплошной плоский стальной лист большой площади и одинаковой по всей площади толщиной - плиту - окунают в расплавленный парафин, вынимают и дожидаются, когда он остынет. Плита покрывается тонкой пленкой парафина, который не смачивается водой. Плиту аккуратно опускают на поверхность воды в сосуде, и она не тонет. Какова максимальная толщина используемой в эксперименте плиты? Ускорение свободного падения на поверхности Луны равно $1,6 м/с^{2}$. Сталь, парафин и вода на Луне такие же, как и на Земле.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13405
Планета состоит из однородного жидкого вещества, ускорение свободного падения на ее поверхности равно $g$. Найдите давление в центре этой планеты и в точке внутри объема, от которой до точек на поверхности планеты минимальное расстояние в $N$ раз меньше максимального расстояния. Собственного вращения планеты по отношению к далеким звездам нет, атмосфера на планете отсутствует.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13412
"Водяная ракета" представляет собой полуторалитровую бутылку с резиновой пробкой, в которую налито небольшое количество воды массой $m_{0} = 200 г$. Ракета несет полезным груз, укрепленный на ее корпусе снаружи. На какую высоту взлетит ракета, запущенная вертикально вверх из перевернутого положения, в результате быстрого выброса воды при повышении давления в бутылке до $p = 5 атм$? В момент старта ракета была неподвижна. Общая масса взлетевшей ракеты с "боеголовкой" $M = 0,5 кг$. Считайте, что давление в бутылке при выбросе воды меняется несильно. Массой пробки пренебречь.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13437
Резиновая оболочка воздушного шарика имеет массу $m = 3 г$. Оболочку заполняют горючим газом - метаном $CH_{4}$, который имеет комнатную температуру. При каком диаметре шарик с метаном начнет "всплывать" в воздухе? Разницей давлений внутри шарика и снаружи можно пренебречь.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13447
Шприц без иглы наполовину заполнен водой, пузырьков воздуха внутри нет, а выходное отверстие закрыто, например, пальцем (см. рисунок). С какими силами нужно тянуть в разные стороны шприц за корпус и поршень за ручку, чтобы вода внутри закипела, если ее начальная температура $24^{ \circ} С$? Трением поршня о стенки можно пренебречь. Давление воздуха $p_{0} = 100 кПа$. Недостающие данные отыщите самостоятельно.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13466
При "сбрасывании" показаний медицинского ртутного максимального термометра (см. рисунок) резкими движениями руки добиваются ускорений порядка $a = 60g$. При такой "перегрузке" ртуть начинает вытекать из капилляра через малое отверстие (сужение внутреннего сечения трубки капилляра) в резервуар термометра. Форма отверстия - узкая щель. Оцените ширину щели, обеспечивающей термометру его свойство максимальности. Коэффициент поверхностного натяжения ртути $\sigma = 0,5 Дж/м^{2}$, плотность ртути $\rho = 13600 кг/м^{3}$. Остаточная длина столбика ртути (от отметки шкалы $35^{ \circ} С$ до места сужения капилляра) $L = 20 мм$.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13474
Шестеренчатый насос (см. рисунок) предназначен для перекачки масла под давлением и передачи мощности к гидравлическим механизмам. Число зубьев каждой шестерни $N = 10$, высота зубьев $h = 1 см$. Каждый зуб имеет форму, близкую к правильному (равностороннему) треугольнику. Ширина шестерен $L = 3 см$, расстояние $d$ от вершин зубьев до стенок корпуса весьма мало: $d = 10^{-4} м$. Шестерни вращаются с частотой $f = 25 Гц$. Считая масло несжимаемым, маловязким и имеющим плотность $\rho = 10^{3} кг/м^{3}$, найдите теоретическую максимальную мощность, которую может передать этот насос к потребителям (гидравлическим механизмам), а также теоретическую максимальную разницу давлений на выходе и на входе насоса.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13482
Фигурку-грибок (см. рисунок), сделанную из сплошного материала плотностью $\rho = k \rho_{воды}$, поставили на горизонтальное дно бассейна и залепили пластилином щели между дном бассейна и основанием ножки грибка. Удерживая грибок на месте, залили воду в бассейн, при этом вода под грибок не затекла, а затем перестали удерживать грибок. Размеры фигурки таковы: радиус полусферы-шляпки, диаметр цилиндра, образующего ножку грибка, и выюота этого цилиндра равныы $R$ каждый. Уровень водыы в бассейне равен $NR$($N > 2$, т.е. грибок целиком находится под водой). С какой силой ножка грибка давит на дно бассейна? При каком максимальном значении $k$ грибок может всплыть? При каком значении $N$ грибок не всплывет никогда?
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13484
Глубоководным аппарат спустили с корабля над Марианской впадиной, и он начал постепенно опускаться все глубже и глубже. Вне аппарата перед его иллюминатором акванавт Вася установил сосуд с прочными прозрачными кварцевыми стенками (выдерживающими высокую температуру), снабженный сверху и снизу клапанами для открывания или закрывания отверстий, соединяющих внутренность сосуда с окружающей водой. Каждый раз после погружения на очередные сто метров Вася запускал воду в сосуд, открывая два клапана, а потом закрывал верхний клапан, оставляя нижний клапан открытым. Затем он включал нагреватель в сосуде и ждал, когда вода закипит. После достижения температуры1 кипения Вася добивался того, чтобы линия раздела пара и горячей воды проходила через метку на стенке сосуда, и измерял плотности пара и водыс в сосуде выше и ниже этой метки. Вася заполнил таблицу Excel, в которой глубину погружения отметил в ячейках левой колонки по вертикали, а в двух соседних ячейках по горизонтали поместил значения плотностей пара и воды, соответствующих этой глубине. Сколько всего ячеек заполнил экспериментальными данными Вася?
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13489
Тонкостенная труба с жесткими стенками, поперечным круглым сечением $S = 10 см^{2}$ и длиной $L =1 м$ закрыта плоской тонкой заслонкой снизу и открыта сверху. Эту трубу, удерживая слегка отклоненной от вертикального положения, опустили в воду озера так, что ее верхний конец оказался чуть выше уровня воды в озере. После этого отверстие очень быстро открыли. Заслонка двигалась поступательно в направлении, перпендикулярном оси трубы. На какую максимальную высоту над уровнем воды в озере выплеснется вода из трубы? Рассмотрите два случая: а) сечение трубы при приближении к нижнему концу плавно возрастает от величины $S$ за счет раструба на отрезке, сравнимом по длине с диаметром внутреннего сечения; б) сечение постоянно и равно $S$ вплоть до самого нижнего конца трубы. Во втором случае эффективное сечение потока на входе воды в трубу меньше полного геометрического сечения: $\frac{S_{эфф}}{S} = k_{эфф} = 0,5$.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13499
Два сообщающихся цилиндрических сосуда высотой $5h$, частично заполненные жидкостью плотностью $\rho$ до высот $4h$ и $2h$ соответственно, смещены по вертикали на высоту $2h$ (рис.). Кран в трубке изначально закрыт. В правый сосуд добавляют жидкости плотностью $0,8 \rho$ столько, что она занимает объем высотой $3h$. Какой по высоте столб жидкости плотностью $0,8 \rho$ останется в правом сосуде после того, как кран откроют и установится равновесие? Сверху все сосуды открыты. Объемом соединительной трубки можно пренебречь. Площади горизонтальных поперечных сечений сосудов одинаковые.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 13507
Ванна на ножках в форме прямоугольного параллелепипеда может заполняться водой из крана, а выходит вода из нее через сливное отверстие в дне ванны прямо на пол. Если сливное отверстие закрыто, то при полностью открытом кране первоначально пустая ванна заполнится водой до максимального уровня $H_{0}$ за время $t_{1} = 10 мин$. Если кран закрыть и открыть сливное отверстие, то изначально полная водой ванна опорожнится за время $t_{2} = 20 мин$. Каким будет уровень воды в первоначально пустой ванне через $t_{3} = 5 мин$, если одновременно полностью открыть кран и оставить открытым сливное отверстие? Как изменится ответ, если в ванну с открытым сливным отверстием вдобавок к первому крану одновременно подавать воду из второго (точно такого же) полностью открытого крана? Через какое время после начала эксперимента вода начнет переливаться через края ванные в случае работы двух кранов?
Примечание. Решать дифференциальным уравнения аналитически не нужно! Воспользуйтесь компьютером.
Подробнее
Примечание. Решать дифференциальным уравнения аналитически не нужно! Воспользуйтесь компьютером.
Подробнее
Задача по физике - 13515
Сосуд с жесткими стенками заполнен несжимаемой жидкостью плотностью $\rho$. Внутренность сосуда имеет форму шара радиусом $R$. Декартовы оси координат выбранной инерциальной системы отсчета таковы, что ускорение свободного падения $\vec{g}$ имеет координаты 0, 0, $-g$. Сосуд движется поступательно с ускорением $\vec{a}$. Все проекции ускорения $a_{x}, a_{y}, a_{z}$ положительны. Минимальное давление жидкости внутри сосуда равно $p_{min}$. Каково максимальное давление жидкости внутри сосуда? Найдите ответ на этот же вопрос в случае, когда внутренность заполненного жидкостью сосуда имеет форму куба с длиной ребра $A$, причем каждое ребро параллельно одной из осей координат.
Подробнее
Подробнее