Фізика 7 клас збірник задач І. М. Гельфгат - 2017

РОЗДІЛ 3. ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ. СИЛА

17. ТИСК ГАЗІВ І РІДИН. ЗАКОН ПАСКАЛЯ*

1-й рівень складності

? 17.1. Якщо слабко накачаний м’яч полежить на сонці, то стає більш пружним. Чому?

? 17.2. Під час накачування автомобільних шин тиск усередині них стає більшим. Чому?

? 17.3. Під час будівництва якого будинку потрібно використовувати міцніші водогінні труби: триповерхового чи багатоповерхового? Чому?

17.4. Який мінімальний тиск має витримувати вертикальна труба з водою заввишки 12 м?

17.5. У дні нафтової цистерни є кран, через який нафта витікає, коли цистерну треба звільнити. Який тиск створює нафта на кран, якщо її рівень над дном цистерни становить 2 м?

17.6. Із шахти завглибшки 500 м треба відкачати воду. Який тиск має створювати насос, якщо його розташовано на дні шахти?

? 17.7. На воду, яку налито в циліндричну посудину, поклали поршень і натиснули на нього. Чи змінилася сила тиску на дно посудини? Чи залежить ця зміна від висоти налитої рідини? від сили тиску на поршень?

? 17.8. У горловину пластикової пляшки з водою щільно вставлено скляну трубку (див. Малюнок). Що відбуватиметься, якщо натиснути на пляшку?

? 17.9. На рисунку схематично показано морське дно. Порівняйте тиск води в точках А, В, С.

2-й рівень складності

Приклад розв’язування задачі

Задача. Біля підніжжя водонапірної вежі зірвало водопровідний кран. З якою силою потрібно притискати заглушку до отвору, що утворився, щоб вода не лилася? Висота вежі становить 25 м, площа перерізу отвору 4 см².

Дано:

Розв’язання

Сила, яку потрібно прикласти до заглушки, мас врівноважити силу тиску води: F = ρS.

Тиск стовпа води заввишки h обчислюємо за формулою р = ρgh.

Остаточно отримаємо: F = ρghS.

Перевіримо одиниці:

Визначимо значення шуканої величини:

Відповідь: F = 100 Н.

? 17.10. Щоб усунути вм’ятину на тенісній кульці, її можна на деякий час опустити в гарячу воду. Поясніть, на чому ґрунтується цей спосіб «ремонту» кульки.

? 17.11. Колбу відкритим горлом опущено в посудину з водою (див. Малюнок). Чи зміниться рівень води в колбі, якщо колбу підігріти? Обґрунтуйте свою відповідь.

17.12. У циліндричну мензурку налито 625 г води. Який тиск створює вода на дно мензурки, якщо площа дна становить 25 см²?

17.13. На першому поверсі багатоповерхівки тиск води у водогоні дорівнює 0,2 МПа. Чому дорівнює тиск на п’ятому поверсі, якщо висота поверху становить 3 м?

17.14. На третьому поверсі багатоповерхівки тиск води у водогоні дорівнює 0,12 МПа. Чому дорівнює тиск на першому поверсі, якщо висота поверху становить 3 м?

17.15. З якою силою природний газ тисне на круглу заслінку газового крана, якщо тиск у трубі дорівнює 2 МПа, а діаметр заслінки становить 10 см?

17.16. Яку силу потрібно прикласти, щоб витягти пробку з отвору в дні басейну? Глибина басейну дорівнює 4 м, радіус пробки — 4 см.

? 17.17. Чи можна в невагомості вичавити зубну пасту з тюбика?

17.18. Тиск води на дно посудини в точці С (див. Малюнок) дорівнює 700 Па. Який тиск вода створює на дно в точках A, В?

? 17.19. У колбу налито воду та щільно закорковано. Через корок пропущено дві трубки (див. Малюнок). Що відбуватиметься, якщо хлопчик почне дмухати в трубку а? трубку б?

? 17.20. У медичних установах для визначення об’єму легень людини використовують спірометри. Одну з можливих конструкцій спірометра зображено на рисунку. Поясніть принцип дії приладу.

3-й рівень складності

? 17.21. Кидати скляний або металевий герметичний балон у багаття дуже небезпечно, навіть якщо в балоні міститься звичайне повітря. Поясніть чому.

? 17.22. Чому лампи розжарювання заповнюють інертним газом за тиску, який є значно меншим від атмосферного?

? 17.23. Чи змінюється тиск води на дно ванни, коли людина у ванні сідає? піднімається? Якщо змінюється, то чому?

? 17.24. У великий кухоль з водою помістили порожню склянку так, що вона плаває у воді. Чи змінився тиск води на дно кухля? Розгляньте два випадки: а) кухоль спочатку був заповнений частково; б) кухоль був заповнений доверху.

? 17.25. Який кінець запаяної з обох боків горизонтальної скляної трубки нагріли, якщо краплина ртуті, що міститься всередині, пересунулася праворуч (див. Малюнок)? Що спостерігатиметься після припинення нагрівання?

17.26. У дві посудини налили різні рідини до однакового рівня (див. Малюнок). Сили тиску на дно посудин виявились однаковими. Чи однаковими є густини рідин? Якщо ні, то в якій посудині густина рідини більша й у скільки разів? Площа дна посудини 2 більша за площу дна посудини 1 в 1,25 разу.

17.27. У дві посудини налили однакову кількість води (див. Малюнок). Порівняйте сили тиску на дно посудин і тиски на дно цих посудин. Площа дна посудини 2 більша за площу дна посудини 1 в 1,5 разу.

17.28. У ванну з водою занурили догори дном дві однакові пластикові посудини: першу — герметично закриту, а другу — відкриту (див. Малюнок). Стінки посудини під тиском 1 кПа починають деформуватися. Яка з посудин і на якій глибині почне деформуватися першою?

17.29. У циліндричну мензурку налито воду та мастило загальною висотою 20 см. Якою є товщина шарів мастила і води, якщо загальний тиск рідини на дно дорівнює 1750 Па?

Задачі для допитливих

17.30. Акваріум, який має форму куба, заповнюють водою наполовину. У скільки разів сила тиску води на одну бічну поверхню менша від сили тиску на дно акваріума?

17.31. Герметичні двері заввишки 2 м і завширшки 80 см відділяють сусідні приміщення всередині корабля і витримують максимальну силу тиску 4 кН. До якої висоти в одному з приміщень може дійти рівень води, щоб двері ще не зруйнувалися?

17.32. У якій з посудин (див. Малюнок) сила тиску рідини на дно більша за вагу, а в якій — менша? Обґрунтуйте свою відповідь.

17.33. Через подвійну трубку в склянки з гасом і водою вдувають повітря (див. Малюнок). Бульбашки починають з’являтися біля нижніх країв трубок одночасно. У склянці з якою рідиною її рівень є нижчим? на скільки? У воду занурено 20 см трубки.

17.34. На столі стоїть посудина, що має форму півсфери радіусом R (див. Малюнок). Край посудини щільно прилягає до стола. У верхній точці посудини є маленький отвір, через який наливають рідину густиною ρ. За якої маси посудини з-під неї може витікати рідина?

* У задачах цього параграфа під час визначення тиску рідини не слід ураховувати атмосферний тиск.