Контрольная работа по теме «Выталкивающая сила» Вариант 2. 1. Почему горящий керосин нельзя тушить водой? 2. Чему равна архимедова сила, действующая в воде на тело объемом 0,5 м? 3. Железобетонная плита размером 3,5×1,5×0,2 м погружена в морскую воду наполовину своего объема. Вычислите архимедову силу, действующую на плиту. 4. Плот состоит из 12 сухих еловых брусьев. Длина каждого бруса 4 м, кширина 30 см, голщина 25 см. Можно ли на этом плоту переправить через реку автомашину весом 10 кН? 5. Радиозонд объемом 10 м³ наполнен водородом. Какого веса радиоаппаратуру он может поднять в воздухе, если его оболочка весит 6 H?

Вариант 2.

1. Горящий керосин нельзя тушить водой, потому что керосин легче воды и плавает на ее поверхности, продолжая гореть. Вода не может изолировать керосин от кислорода, необходимого для горения.

2. Дано:

   • V = 0,5 м³
   • ρ = 1000 кг/м³ (плотность воды)
   • g = 9,8 м/с²

   Найти: Fₐ - ?

   Решение:

   Выталкивающая сила (сила Архимеда) определяется формулой:

   \[F_A = \rho \cdot g \cdot V\]

   Подставляем значения:

   \[F_A = 1000 \, кг/м³ \cdot 9,8 \, м/с² \cdot 0,5 \, м³ = 4900 \, H\]

3. Дано:

   • Размеры плиты: 3,5 м × 1,5 м × 0,2 м
   • ρ (морской воды) ≈ 1025 кг/м³
   • g = 9,8 м/с²

   Найти: Fₐ - ?

   Решение:

   Объем плиты:

   \[V = 3,5 \, м \cdot 1,5 \, м \cdot 0,2 \, м = 1,05 \, м³\]

   Погружена наполовину, значит, объем погруженной части:

   \[V_{погр} = \frac{1,05 \, м³}{2} = 0,525 \, м³\]

   Выталкивающая сила:

   \[F_A = \rho \cdot g \cdot V_{погр}\] \[F_A = 1025 \, кг/м³ \cdot 9,8 \, м/с² \cdot 0,525 \, м³ = 5277,375 \, H\]

4. Дано:

   • n = 12 (количество брусьев)
   • Размеры бруса: 4 м × 0,3 м × 0,25 м
   • Вес автомашины: 10 кН = 10000 H
   • ρ (ели) ≈ 450 кг/м³
   • ρ (воды) = 1000 кг/м³

   Найти: Можно ли переправить машину?

   Решение:

   Объем одного бруса:

   \[V_{бруса} = 4 \, м \cdot 0,3 \, м \cdot 0,25 \, м = 0,3 \, м³\]

   Общий объем всех брусьев:

   \[V = n \cdot V_{бруса} = 12 \cdot 0,3 \, м³ = 3,6 \, м³\]

   Вес плота:

   \[P_{плота} = \rho_{ели} \cdot g \cdot V = 450 \, кг/м³ \cdot 9,8 \, м/с² \cdot 3,6 \, м³ = 15876 \, H\]

   Общий вес (плота и машины):

   \[P_{общий} = P_{плота} + P_{машины} = 15876 \, H + 10000 \, H = 25876 \, H\]

   Выталкивающая сила:

   \[F_A = \rho_{воды} \cdot g \cdot V = 1000 \, кг/м³ \cdot 9,8 \, м/с² \cdot 3,6 \, м³ = 35280 \, H\]

   Поскольку выталкивающая сила больше общего веса, плот сможет переправить машину.

5. Дано:

   • V = 10 м³
   • Вес оболочки: 6 H
   • ρ (воздуха) ≈ 1,29 кг/м³
   • ρ (водорода) ≈ 0,09 кг/м³

   Найти: Вес аппаратуры - ?

   Решение:

   Выталкивающая сила:

   \[F_A = \rho_{воздуха} \cdot g \cdot V = 1,29 \, кг/м³ \cdot 9,8 \, м/с² \cdot 10 \, м³ = 126,42 \, H\]

   Вес водорода:

   \[P_{водорода} = \rho_{водорода} \cdot g \cdot V = 0,09 \, кг/м³ \cdot 9,8 \, м/с² \cdot 10 \, м³ = 8,82 \, H\]

   Общий вес (водорода и оболочки):

   \[P_{общий} = P_{водорода} + P_{оболочки} = 8,82 \, H + 6 \, H = 14,82 \, H\]

   Вес аппаратуры:

   \[P_{аппаратуры} = F_A - P_{общий} = 126,42 \, H - 14,82 \, H = 111,6 \, H\]

Ответ:

• 1. Горящий керосин нельзя тушить водой, потому что керосин легче воды и плавает на ее поверхности, продолжая гореть.
• 2. 4900 H
• 3. 5277,375 H
• 4. Да, можно переправить машину.
• 5. 111,6 H