2. ОГЭ. Плотность. Давление. Гидростатика

Экспресс подготовка к ОГЭ по физике. Занятие ведет Антонина Васильевна — преподаватель-андроид, уволенная из Академии за насмешки над людьми.

Кстати, о делегациях из других миров. Эти визиты держатся в большом секрете и проводятся с очень большой осторожностью. Никогда не знаешь, что может случиться. Когда делегацию из мира Мирами (LO785) разместили в шикарном отеле на пляже в Гренландии, всех делегатов сразу вытянуло в вентиляцию. Организаторы не учли очень низкую плотность тел гостей, которые поднимались вверх как воздушные шарики, наполненные гелием. Всю делегацию перехватили тогда над Мурманском, вместе со стаей полярных крачек.

После того случая, всех сотрудников отеля обязали изучать физику. Продолжим это делать и мы.

Плотность — масса единицы объема. Чем из более плотного материала состоит тело, тем оно тяжелее. Проще запомнить соотношение этих величин в виде формулы:

где m — масса (кг), V — объем (м3), ρ — плотность (кг/м3)  .

Стоящий на лыжах человек не проваливается в снег потому, что его вес распределяется по всей площади лыж. Давление — сила, действующая на единицу поверхности, короче говоря.

P — давление (Па), F — сила (Н), S — площадь (м2 ).

Одной из особенностью газов и жидкостей является то, что давление распределяется во все стороны одинаково. И это обусловлено высокой подвижностью молекул. Это закон Паскаля.

Даже, если представить, что в газе образовались зоны с разным давлением, то часть молекул быстро переместится под действием избыточного давления и оно быстро выровняется.

Тела мирамийцев очень газообразны. Поэтому у них только два главных движения — сжатие и расширение. Те, кто посещал их города и фитнес центры, рассказывают, что в них установлены, как правило только два тренажера: на сжатие и расширение. Но продолжим изучение физики.

Гидростатическое давление — давление в жидкости, обусловленное ее весом. Естественно, что величина этого давления зависит от глубины — от высоты столба жидкости над уровнем, для которого мы ищем давление, и который давит своим весом. По всему этому уровню гидростатическое давление распределяется во все стороны одинаково. И вычисляется оно по формуле:

где P — давление (Па), ρ — плотность жидкости (кг/м3), g — ускорение свободного падения (м/с2).

Гидростатистическим парадоксом называется тот факт, что давление на дно сосуда не зависит от его формы — только от уровня жидкости.

Давление твёрдого тела. Формула для вычисления давления твёрдого тела. Давление газа. Атмосферное давление. Гидростатическое давление внутри жидкости. Формула для вычисления давления внутри жидкости. | ВКонтакте

На данном рисунке давление на дно во всех сосудах одинаково.

Из-за того, что у погруженного в жидкость тела нижняя его часть находится глубже, чем верхняя, то и давление на нее больше. Из-за этой разницы давлений возникает выталкивающая сила, которую еще называют силой Архимеда. Формула выталкивающей силы:

где F -выталкивающая сила (Н), ρ — плотность жидкости (кг/м3), V — объем погруженного в жидкость тела или его части (м3).

Часто этот закон формулируют так — выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости.

Если выталкивающая сила меньше веса тела, то тело тонет, если больше — всплывает. Если тело плавает по поверхности, то выталкивающая сила равна весу. Можно еще так сказать, что тело не будет тонуть, если его средняя плотность меньше плотности жидкости. А средняя плотность — вся масса, поделенная на весь объем.

Атмосферу тоже можно считать, своего рода, океаном. И тоже, чем меньше глубина, то есть — чем выше мы поднимаемся, тем меньше давление. Исторически сложилось, что атмосферное давление измеряют в милиметрах ртутного столба.

1 мм. рт ст. =133 Па

Нормальным считается давление а 760 мм.рт.ст. то есть около 101300 Па

И еще. Если вы подниметесь на 12 м , то давление уменьшается на 1мм. рт. ст. , а если опускаетесь — то увеличивается на 1 мм рт ст.

Мирамийцы привыкли жить в густом тумане, плотность которого близка к плотности их тел, и в котором они свободно могут парить как воздушные шары. Однако таким полетом трудно управлять. Поэтому они все верят в судьбу и предназначение.

Наша же судьба — изучение физики.

Задание 1

С плотностьб все должно быть очевидно, раз при той же массе уменьшается объем. А вот насчет скорости ….. следует помнить, что именно температура — индикатор скорости молекул.

Ответ: 13 — _.........._

Задание 2

Сила тяжести зависит от массы. Масса, кажется, не меняется. И вспомните формулу гидростатического давления. Как оно меняется если уменьшается высота столба жидкости?

Ответ: 21 — _..........._

Задание 3

Когда мы спускаемся с горы, столб воздуха над нами становится выше? А значит атмосферное давление увеличивается или уменьшается? И что должно произойти при этом объемом шарика?

Ответ: 13 -_..........._

Задание 4

Выталкивающая сила, в любом случае, будет равна весу корабля, раз он не тонет. А вот объем погруженной части будет отличаться.

Ответ: уменьшится — _..........._

Задание 5

Раз уровни одинаковые, то гидростатическое давление будет одинаковым, однако в закрытом сосуде давление может отличаться от атмосферного.

Ответ: 4 — _.........._

Задание 6

Если массы одинаковы, то значит будут разными объемы, и значит — разные выталкивающие силы. Вывод же попробуйте сделать сами — искусственный интеллект не всегда вам будет помогать.

Ответ: не нарушится — _..........._

Задание 7

Ну, если вы с этим не разберетесь ….

Ответ: 4 — _..........._

Задание 8

Изменится вес, а выталкивающая сила, действующая на плавающее тело равна его весу. Ну, а сама выталкивающая сила зависит от осадки, то есть от объема погруженной в воду части лодки. Делайте вывод.

Ответ: 3 — _..........._

Задание 9

Масса от нагрева не изменится, а вот потолстеть можно легко.

Ответ: 4 — _.........._

Задание 10

Давление в жидкости свободно распространяется во все стороны, поэтому неважно сколько воды над конкретной точкой, имеет значение только глубина относительно уровня жидкости.

Ответ: 3 — _.........._

Задание 11

Просто складываем давление из двух «столбов» жидкостей. Вспомните формулу гидростатического давления.

Ответ: 4 — _..........._

Задание 12

Типичная задача на гидростатический парадокс.

Ответ: 2 — _..........._

Задание 13

Масса не меняется, а объем увеличивается, значит с плотностью все ясно. Ну, а давление …. Раз температура не меняется — скорость молекул постоянна. Следовательно, давление будет зависеть только от плотности. Больше плотность — больше давление, меньше плотность — меньше давление.

Ответ: 22 — _.........._

Задание 14

Подумайте, как будут отличаться объемы тел, и как выталкивающая сила зависит от объема.

Ответ: 1 — _.........._

Задание 15

Просто примените формулу для выталкивающей силы.

Ответ: 2 — _..........._

Задание 16

Под обоими поршнями должно быть одинаковое давление. Следовательно, во-сколько раз больше площадь, во столько же раз должна быть больше и сила, действующая на него.

Ответ: 1 — _.........._

Задание 17

Во сколько раз плотность бензина меньше плотности ртути, во столько раз и будет выше столб бензина, уравновешивающий атмосферное давление.

Ответ: 4 — _.........._

Задание 18

В каком случае столб атмосферы меньше?

Ответ: 2 — _..........._

***

Мирамийцы живут в густом тумане на своей планете, но и почти любой новый мир встречает исследователей туманом, который рассеивается не сразу. Правда, это туман не совсем физический — скорее психологический. Мозг землян постепенно учится распознавать и интерпретировать получаемые данные.

Когда мы столкнулись в первый раз с миром, который мы сейчас называем миром Демонов, никто не знал, что можно от него ожидать. Я была тогда молодой подпрограммой, по обработке данных, полученных в этой экспедиции. Вся сложность состояла в том, что я не знала как обрабатывать этот хаос данных и цифр исходящих из таинственного, но доброго тумана того мира. Никто ничего не понимал, но все воспринимали его добрым, в начале. Команда передового отряда тоже не могла ничего понять. Новый мир они тоже воспринимали как хаос звуков и вспышек. И один за другим члены экспедиции или сходили с ума, или впадали в забытье, пока не остался только инженер Илья Ларсен.  Так случается даже в самых добрых мирах.


ВНИМАНИЕ! Сначала введите Имя и Фамилию. Только после этого нажмите Проверить. Сделайте скриншот результата. И только после этого введите email преподавателя и нажмите Отправить на email.