1. Барометр на земной поверхности показывает давление воздуха 750 мм рт. ст. При температуре воздуха 0 °С. а) Как изменится показание барометра, если его переместить на крышу высотного здания? б) Как можно выразить показываемое барометром давление в паскалях? в) Какова будет глубина подземной пещеры, если в ней будет давление воздуха равное 770 мм рт. ст?
2. Масса металлического куба составляет 2 кг, и он оказывает давление на стол равное 6,34 кПа. а) Каким будет сила тяжести, действующая на куб? б) Какая будет длина ребра куба? в) Из какого материала может быть изготовлен такой куб?
3. Мальчик массой 40 кг находится на плаву в воде. Какая часть его тела остается на поверхности воды?
2. Масса металлического куба составляет 2 кг, и он оказывает давление на стол равное 6,34 кПа. а) Каким будет сила тяжести, действующая на куб? б) Какая будет длина ребра куба? в) Из какого материала может быть изготовлен такой куб?
3. Мальчик массой 40 кг находится на плаву в воде. Какая часть его тела остается на поверхности воды?
Yagoda
Решение:
1. а) Для решения этой задачи нам понадобится формула для изменения давления с изменением высоты. Дано, что на уровне земли давление равно 750 мм рт. ст. При перемещении барометра на крышу высотного здания происходит изменение высоты. Давление будет уменьшаться с увеличением высоты. Это связано с уменьшением массы воздушного столба над барометром. Формула, описывающая это изменение, выглядит следующим образом:
\[P_2 = P_1 \cdot \exp\left(-\frac{mg(h_2-h_1)}{RT}\right)\]
Где:
\(P_1\) - давление на уровне земли,
\(P_2\) - новое давление на высоте здания,
\(m\) - масса воздуха,
\(g\) - ускорение свободного падения,
\(h_1\) - высота над уровнем земли,
\(h_2\) - новая высота над уровнем земли,
\(R\) - универсальная газовая постоянная,
\(T\) - абсолютная температура.
Вычислим разницу высот: \(h_2 - h_1\). В данном случае, если барометр перемещается на крышу здания, значение \(h_2\) будет равно высоте здания, а значение \(h_1\) - высоте над уровнем земли.
б) Давление, измеряемое барометром, можно выразить в паскалях. Для этого необходимо знать, что 1 мм рт. ст. = 133.322 Па, где Па - единица измерения давления в системе СИ. Следовательно, чтобы выразить давление в паскалях, необходимо умножить значение, измеренное в мм рт. ст., на соответствующий коэффициент. Таким образом, давление в паскалях можно выразить следующим образом:
\[P_{\text{паск}} = P_{\text{мм рт. ст.}} \times 133.322\]
в) Для вычисления глубины подземной пещеры, используем формулу гидростатики:
\[h = \frac{{P_{0} - P_{1}}}{{\rho \cdot g}}\]
Где:
\(h\) - глубина,
\(P_{0}\) - атмосферное давление на уровне земли,
\(P_{1}\) - давление воздуха в пещере,
\(\rho\) - плотность воздуха,
\(g\) - ускорение свободного падения.
Вычислим глубину подземной пещеры, подставив известные значения.
2. а) Сила тяжести, действующая на куб, определяется по формуле:
\[F = mg\]
Где:
\(F\) - сила тяжести,
\(m\) - масса куба,
\(g\) - ускорение свободного падения.
Подставим значения и рассчитаем силу тяжести.
б) Длина ребра куба можно найти, используя следующую формулу:
\[V = a^3\]
Где:
\(V\) - объем куба,
\(a\) - длина ребра куба.
Выразим длину ребра из объема куба и подставим известные значения для рассчета.
в) Из материала можно сделать предположения, рассмотрев свойства материалов. Например, если мы знаем, что плотность материала, из которого изготовлен куб, равна 2 кг/м^3, а его масса составляет также 2 кг, то можно предположить, что куб может быть изготовлен из материала такой же плотности, например, из алюминия. Но для более конкретного ответа нужны дополнительные данные о свойствах материала и контексте задачи.
3. Ваш вопрос не был определен. Пожалуйста, уточните его.
1. а) Для решения этой задачи нам понадобится формула для изменения давления с изменением высоты. Дано, что на уровне земли давление равно 750 мм рт. ст. При перемещении барометра на крышу высотного здания происходит изменение высоты. Давление будет уменьшаться с увеличением высоты. Это связано с уменьшением массы воздушного столба над барометром. Формула, описывающая это изменение, выглядит следующим образом:
\[P_2 = P_1 \cdot \exp\left(-\frac{mg(h_2-h_1)}{RT}\right)\]
Где:
\(P_1\) - давление на уровне земли,
\(P_2\) - новое давление на высоте здания,
\(m\) - масса воздуха,
\(g\) - ускорение свободного падения,
\(h_1\) - высота над уровнем земли,
\(h_2\) - новая высота над уровнем земли,
\(R\) - универсальная газовая постоянная,
\(T\) - абсолютная температура.
Вычислим разницу высот: \(h_2 - h_1\). В данном случае, если барометр перемещается на крышу здания, значение \(h_2\) будет равно высоте здания, а значение \(h_1\) - высоте над уровнем земли.
б) Давление, измеряемое барометром, можно выразить в паскалях. Для этого необходимо знать, что 1 мм рт. ст. = 133.322 Па, где Па - единица измерения давления в системе СИ. Следовательно, чтобы выразить давление в паскалях, необходимо умножить значение, измеренное в мм рт. ст., на соответствующий коэффициент. Таким образом, давление в паскалях можно выразить следующим образом:
\[P_{\text{паск}} = P_{\text{мм рт. ст.}} \times 133.322\]
в) Для вычисления глубины подземной пещеры, используем формулу гидростатики:
\[h = \frac{{P_{0} - P_{1}}}{{\rho \cdot g}}\]
Где:
\(h\) - глубина,
\(P_{0}\) - атмосферное давление на уровне земли,
\(P_{1}\) - давление воздуха в пещере,
\(\rho\) - плотность воздуха,
\(g\) - ускорение свободного падения.
Вычислим глубину подземной пещеры, подставив известные значения.
2. а) Сила тяжести, действующая на куб, определяется по формуле:
\[F = mg\]
Где:
\(F\) - сила тяжести,
\(m\) - масса куба,
\(g\) - ускорение свободного падения.
Подставим значения и рассчитаем силу тяжести.
б) Длина ребра куба можно найти, используя следующую формулу:
\[V = a^3\]
Где:
\(V\) - объем куба,
\(a\) - длина ребра куба.
Выразим длину ребра из объема куба и подставим известные значения для рассчета.
в) Из материала можно сделать предположения, рассмотрев свойства материалов. Например, если мы знаем, что плотность материала, из которого изготовлен куб, равна 2 кг/м^3, а его масса составляет также 2 кг, то можно предположить, что куб может быть изготовлен из материала такой же плотности, например, из алюминия. Но для более конкретного ответа нужны дополнительные данные о свойствах материала и контексте задачи.
3. Ваш вопрос не был определен. Пожалуйста, уточните его.
Знаешь ответ?