21. Давление жидкостей и газов. Закон Паскаля:
Третий уровень
21.49. Почему взрыв снаряда под водой губителен для живущих в воде организмов?
21.50. У А. С. Пушкина в стихотворении «Фонтану Бахчисарайского дворца» есть такие строки:
Фонтан любви, фонтан живой!
Принес я в дар тебе две розы.
Люблю немолчный говор твой
И поэтические слезы.
Твоя серебряная пыль
Меня кропит росою хладной:
Ах, лейся, лейся, ключ отрадный!
Журчи, журчи свою мне быль...
На основании какого известного вам закона действует фонтан?
21.51. Объясните явление, описанное в книге Ж. Кусто «В мире безмолвия»: «На глубине шести футов уже было тихо и спокойно, но катящиеся наверху валы давали о себе знать до глубины в двадцать футов ритмичным усилением давления на барабанные перепонки».
21.52. С какой целью железнодорожные шпалы кладут на сыпучий балласт (песок, гравий, щебень), а не прямо на твердый грунт?
21.53. Справедлив ли закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости? Обоснуйте свой ответ.
21.54. Показанные на рисунке 174 сосуды имеют одинаковый объем. Что можно сказать:
а) о массе воды в сосудах;
б) о давлении на дно сосудов;
в) о силе давления на дно сосудов?
21.55. Справедлив ли закон сообщающихся сосудов, если в одном из сосудов находится поплавок?
21.56. В состоянии невесомости твердое тело не оказывает давления на опору. Будет ли газ давить на стенки сосуда в таком состоянии?
21.57. Почему при быстром подъеме, например на самолете или в скоростном лифте, у человека закладывает уши?
21.58. Какую форму следует придать сосуду, чтобы при доливании небольшого количества жидкости сила давления на дно максимально возросла?
21.59. На рисунке 175 схематически показан речной шлюз. В какой последовательности нужно открывать и закрывать заслонки и ворота шлюза, чтобы судно прошло через шлюз вверх по течению?
21.60. Будет ли гидравлический пресс работать на Луне? Будет ли какая-нибудь разница в его работе на Луне по сравнению с работой на Земле?
21.61. Будет ли работать гидравлический пресс, если его цилиндры наполнить не жидкостью, а газом?
21.62. Будут ли действовать в безвоздушном пространстве поршневые жидкостные насосы?
21.63. Куда движется поршень насоса (рис. 176) в данный момент? Укажите, в каком направлении насос перекачивает жидкость.
21.64. Объясните принцип действия насоса, схема которого изображена на рисунке 177. Что происходит при перемещении поршня вверх? вниз?
21.65. Со дна аквариума убрали камень массой 390 г. В результате давление воды на дно уменьшилось на 25 Па. Определите плотность камня, если длина аквариума 40 см, а ширина 15 см. Камень был полностью погружен в воду.
21.66. На дно аквариума длиной 40 см и шириной 25 см положили чугунный шар массой 700 г. На сколько увеличилось после этого давление воды на дно, если вода из аквариума не вылилась? Шар погружен в воду полностью.
21.67. В сообщающихся сосудах находится ртуть. В один из сосудов доливают воду, а в другой — керосин. Высота столба воды 20 см. Какова должна быть высота столба керосина, чтобы уровень ртути в обоих сосудах был одинаковым?
21.68. Нижнюю часть двух сообщающихся сосудов с одинаковой площадью поперечного сечения 1,5 см2 заполнили ртутью. В левое колено налили 75 г воды. Какой высоты должен быть столбик керосина, налитого в правое колено, чтобы ртуть оставалась на том же уровне?
21.69. Сосуд в форме куба с ребром 36 см заполнен водой и керосином. Масса воды равна массе керосина. Определите давление жидкостей на дно сосуда.
21.70. В мензурку налиты три несмешивающиеся жидкости плотностью 1,6 г/см3, 1 г/см3 и 0,8 г/см3. Определите давление на дно сосуда, если масса жидкостей одинакова, а верхний уровень наиболее легкой жидкости находится на высоте 23 см от дна сосуда.
Крепкие орешки
21.71. Аквариум, имеющий форму куба, полностью заполнен водой. Во сколько раз отличаются силы давления воды на дно аквариума и на его стенку?
21.72. Пять одинаковых сообщающихся сосудов (рис. 178) частично заполнены водой. В один из сосудов доливают слой керосина высотой 25 см. На сколько поднимется уровень воды в остальных сосудах?
21.73. Уровень воды в камере одного из шлюзов поднимается и опускается на 36 м. Какую силу давления должны выдерживать ворота шлюза, ширина которых 20 м?
21.74. В цилиндрических сообщающихся сосудах, площади сечения которых относятся как 3:1, находится вода. В узкий сосуд доливают слой керосина высотой 25 см. На сколько поднимется уровень воды в широком сосуде? Керосин в этот сосуд не попадает.
21.75. На горизонтальном листе резины лежит перевернутая кастрюля радиусом 10 см и высотой Н = 15 см. В дне кастрюли просверлено круглое отверстие радиусом 1 см, в которое плотно вставлена легкая вертикальная трубка (рис. 179). В кастрюлю через трубку наливают воду. Когда вода заполняет всю кастрюлю и поднимается по трубке на высоту h = 4 см, она начинает вытекать из-под краев кастрюли. Какова масса кастрюли?
21.76. Два тяжелых поршня жестко связаны между собой стержнем длиной l (рис. 180). Площадь меньшего поршня S, площадь большего 2S. Найдите давление жидкости на больший поршень, если общая масса поршней и стержня М, а плотность жидкости ρ.
21.77. На горизонтальном листе резины лежит перевернутый котелок, имеющий форму полусферы радиусом R. В верхней точке перевернутого котелка имеется маленькое отверстие, через которое наливают воду. При какой массе котелка вода может вытекать снизу?
21.52. С какой целью железнодорожные шпалы кладут на сыпучий балласт (песок, гравий, щебень), а не прямо на твердый грунт?
21.77. На горизонтальном листе резины лежит перевернутый котелок, имеющий форму полусферы радиусом R. В верхней точке перевернутого котелка имеется маленькое отверстие, через которое наливают воду. При какой массе котелка вода может вытекать снизу?