Меню

Аквариум изображенный на рисунке доверху наполнен водой найдите силу давления

Подготовка ЕГЭ по физике задание 4

Подговка к егэ по физике задание №4 с ответами и решениями

Просмотр содержимого документа
«Подготовка ЕГЭ по физике задание 4»

Задание 4. Частота свободных вертикальных гармонических колебаний пружинного маятника равна 4 Гц. Какой будет частота таких колебаний маятника, если увеличить жёсткость его пружины в 4 раза?

Период колебания пружинного маятника определяется выражением

где m – масса маятника; k – жесткость пружины. Так как частота связана с периодом колебания выражением , то для частоты имеем выражение:

.

Из последней формулы видно, что если жесткость пружины увеличить в 4 раза, то есть взять 4k, то частота станет равной

,

то есть увеличится в 2 раза. Так как изначально частота колебаний была равна 4 Гц, то после увеличения жесткости пружины в 4 раза, она станет равной

Гц.

Задание 4. Шарик массой 0,4 кг, подвешенный на легкой пружине, совершает свободные гармонические колебания вдоль вертикальной прямой. Какой должна быть масса шарика, чтобы частота его свободных вертикальных гармонических колебаний на этой же пружине была в 2 раза больше?

Частота свободных колебаний пружинного маятника равна

,

где k – жесткость пружины; m – масса маятника. Из этой формулы следует, что для увеличения частоты в 2 раза масса тела должна быть равна:

,

то есть в 4 раза меньше. Так как начальная масса равна 0,4, то маятник должен иметь массу 0,1 кг.

Задание 4. Тело массой 0,3 кг подвешено к невесомому рычагу так, как показано на рисунке. Груз какой массы надо подвесить к третьей метке в правой части рычага для достижения равновесия?

Чтобы рейка оставалась в равновесном состоянии момент силы первого плеча (левого) должен быть равен моменту силы второго плеча . Из рисунка видно, что , а сила Н. Тогда вторая сила будет равна

Читайте также:  Глазное дно при повышенном внутричерепном давлении

Вторая сила также является силой тяжести и равна

,

откуда масса второго груза, равна

кг

что составляет 400 грамм.

Задание 4. Два одинаковых бруска толщиной 10 см каждый, связанные друг с другом, плавают в воде так, что уровень воды приходится на границу между ними (см. рисунок). Насколько увеличится глубина погружения стопки брусков, если в неё добавить ещё один такой же брусок?

Два одинаковых связанных бруска погрузились на половину в воду. Пусть — плотность брусков, а — объем двух брусков. Тогда масса этих брусков будет равна . Сила, с которой бруски действуют на воду, равна силе тяжести . Сила, с которой бруски выталкиваются из воды, равна силе Архимеда , где — плотность воды; V/2 – объем погруженного в воду тела (бруски погружены только на половину). Эти силы уравновешивают друг друга, следовательно, имеем:

,

,

то есть плотность брусков в 2 раза меньше плотности воды. Это говорит о том, что если взять три бруска, то они также будут погружены на половину, то есть на величину см и глубина увеличится на 15-10=5 см.

Задание 4. Коромысло весов, к которому подвешены на нитях два тела (см. рисунок), находится в равновесии. Массы тел m1 = 2 кг и m2 = 4 кг соответственно, а длина плеча d1=60 см. Чему равна длина плеча d2? (Коромысло и нити считать невесомыми.)

Так как коромысло находится в равновесии, то моменты для левого и правого плеча равны, то есть можно записать равенство

где F1, F2 – силы, с которыми тела массами m1 и m2 давят на плечи длиной d1 и d2 соответственно. Так как грузы висят на нитях, то силы , . Таким образом, для плеча d2 имеем:

Читайте также:  Высокое нижнее давление причины как снизить медикаментозно

адание 4. Груз массой 200 г, подвешенный на пружине, совершает свободные вертикальные колебания с частотой 4 Гц. С какой частотой будет совершать такие колебания груз 50 г, если его подвесить на ту же пружину?

Частота колебаний v=4 Гц пружинного маятника массой m=200 г = 0,2 кг определяется по формуле

,

где k – жесткость пружины. Если взять маятник массой m2=50 г = m/4, то частота колебаний станет равной

Гц.

Задание 4. Подвешенный на нити алюминиевый кубик целиком погружён в воду и не касается дна сосуда. Длина ребра кубика равна 10 см. На кубик действует выталкивающая (архимедова) сила, равная

Сила Архимеда определяется выражением

где кг/м3 – плотность воды; g – ускорение свободного падения; м3 – объем погруженного в воду кубика. Отсюда получаем, что сила Архимеда равна

Задание 4. Аквариум, изображённый на рисунке, доверху наполнили водой. Найдите силу давления воды на дно аквариума, если величина a = 20 см. Атмосферное давление не учитывать.

В сосуде с вертикальными стенками сила давления на дно равна весу всей налитой жидкости. Гидростатическое давление в каждой точке дна сосуда будет одно и то же: . Если дно имеет площадь S, то сила давления воды на дно аквариума будет определяться выражением

где кг/м3 – удельная плотность воды; g – ускорение свободного падения; h=a=0,2 м – высота столба жидкости; S – площадь основания. Подставляя числовые значения, имеем:

Задание 4. В таблице представлены данные о положении шарика, колеблющегося вдоль оси Ох. в различные моменты времени.

Источник

Adblock
detector