1611143553-a5dfe0cd78607269d954ff04820322e4 (Буховцев 1974 Сборник задач по элементарной физикеu), страница 10

В нижней части сосуда камера автоматически открывается, возвращая воду. После этого камера герметически закрывается и т. д. Почему данная машина не будет работать вечноу Рис. 118. Рис. 117. 282. Предложен следующий вариант двигателя, описанного в задаче 281. Герметические камеры (рис. ! 18) заполняются водой в правой части колеса и опускаются вниз. Внизу камеры открываются, и, в отличие от двигателя, описанного в задаче 281, стенки камер автоматически задвигаются внутрь колеса.

В верхней части сосуда стенки автоматически выдвигаются и заполняются водой. В остальном вечный двигатель устроен так же, как и описанный ранее. Почему он тоже не будет работать? 283. Почему при подъеме на стратостате обязательно берут балласт? Ведь лишний вес уменьшает «потолок» стратостата. $ !1. Гидро- и аэродинамика Ъ 284. В стенке сосуда с водой просверлены одно над другим два отверстия площадью 3=0,2 см' каждое. Расстояние между отверстиями Н=50 см. В сосуд ежесекундно вливается 9=140 см' воды. Найти точку пересечения струй, вытекающих из отверстий.

с, 285. На гладкой поверхности стола стоит широкий сосуд с 'водой. Уровень воды в сосуде Ь, вес сосуда вместе с водой Я. В боковой стенке сосуда у дна имеется закрытое пробкой отверстие 1с закругленными краями) площади Я. При 61 каком значении коэффициента трения между дном и поверхностью стола сосуд придет в движение, если вынуть пробку? 286. Прн истечении струи жидкости из сосуда через отверстие площадью Я, сила, действуквцая на стенку с отверстием, на 295, меньше силы, действующей на противоположную стенку (см.

задачу 285). Если в отверстие вставить трубку, как показано на рнс. 119, то разность снл, действующих — — на противоположные стенки, станет равной примерно р5„так как благодаря трубке движения Рнс. 1!9. жидкости у стенки не будет. С другой стороны, изменение количества движения жидкости за единицу времени при истечении из сосуда всегда равно 2РЯ, где Я вЂ” площадь поперечного сечения струи.

Как согласовать между собой эти факты? 287. Струя воды, вытекающая из трубки диаметром с(=1 см со скоростью о=1 м/с, ударяется о вертикальную стенку. Определить действующую на стенку силу, считая, что трубка перпендикулярна стенке, и пренебрегая раз,брызгиванием воды. 288. По изогнутой под прямым углом трубе поперечного сечения Я со скоростью о течет газ Плотность газа р. С какой силой газ действует на трубу? Сжатием газа и трением пренебречь.

1 289. Найти силу, действующую на лопасть нижнебойного колеса (рис. 120), считая, что струя после удара о лопасть продолжает движение со скоростью лопасти. Высота Рнс. 120 Рнс. 121 напора воды й, радиус колеса 1?, угловая скорость вращения колеса с» и площадь поперечного сечения струи о. З 290. Судно получило большую пробоину в подводной части (рис. 121).

В какую сторону оно начнет перемещаться вследствие этого? 291. Из широкого сосуда через узкую трубку вытекает жидкость (рис. 122). Как распределены по вертикали давление и скорость жидкости в сосуде и в трубке? 5 292. Сосуд с водой, описанный в предыдущей задаче, подвешен на пружинных весах. Нижний конец трубки закрыт пробкой. Как изменятся показания весов в первый момент, когда вынута пробка и началось вытекание жидкости? у 293. На одной из чашек весов стот сос с во ой ис. 123. Весы УД Д (Р ) Рис. 122. уравновешены. Изменится ли равновесие, если открыть кран? (Вытекающая вода попадает на ту же чашку весов, на которой стоит сосуд.) 294. На рис.

124 изображен гидравлический таран— самодействующее водоподъемное устройство. Принцип его работы основан на явлении гидравлического удара — резком возрастании давления в жидкости, текущей по трубе, при ее внезапной остановке, например при закрытии клапана, выпускающего из трубы воду. Труба длиной 1=2 м, Рис. !23. Рис. 124. диаметром 0=20 см опущена в ручей, скорость течения воды в котором о=400 см/с. Пусть вначале клапан К, открыт, а К, закрыт. Резкое увеличение давления заставляет клапан К, открыться (клапан К,при этом закрывается), и вода устремляется вверх в сосуд А.

Давление падает, клапан 63 К, закрывается, а К, открывается. Вода в трубе приходит в движение, и явление повторяется в прежней последовательности. Определить количество воды, поднимаемое тараном за час на высоту 6=30 м, если известно, что каждый клапан открывается 30 раз в минуту. 295.

Во время бурь, когда скорость ветра достигает значительной величины, ветер срывает крыши построек. Наблюдаются два вида срыва крыш: 1) Если крыша прочнее укреплена в точках А и В, чем в коньке С, то воздушный поток как бы раскрывает крышу, ломая ее по линии конька (рис. 125, а). 2) Если крыша прочно укреплена в коньке и менее прочно в точках А и В, то воздушный поток сначала приподнимает крышу вверх, а потом уже относит в сторону (рис.

125, б). Как объяснить эти явления? Рис. !26. ! ! Рис, !25. 296. Почему легкий целлулоидный шарик, помещенный в струю воздуха или воды, вытекающую с большой скоростью из трубки с узким отверстием, будет свободно парить в этой струе (рис. 126)? 297. Демонстрационный прибор, изображенный на рис.

!27, состоит из двух дисков А и а. В центре диска А имеется отверстие, соединенное трубкой с баллоном сжатого воздуха. Диск В висит иа трех стерженьках, вдоль которых он может свободно перемещаться по вертикали. Если по трубке пропустить струю сжатого воздуха, то нижний диск начнет стучать по верхнему. Объяснить причину этого явления. 298. В дне широкого сосуда имеется узкая труба, по которой вода, заполняющая сосуд, может из него вытекать 64 (рис.

128). Между сосудом и трубой помещена сетка. Если легкий шарик погрузить на дно сосуда в момент, когда вода из него вытекает, то шарик не всплывет. Если вытекание воды из трубы прекратить, шарик немедленно всплывает. Рис. 128. Рис. !27. Почему? (Этот опыт легко проделать в водопроводной раковине с мячиком от настольного тенниса.) 299.

Насос представляет собой расположенный горизонтально цилиндр с поршнем площади Я и выходным отверстием пло1цади э, расположенным у оси цилиндра. Ояределить скорость истечения струи из насоса, если поршень под действием силы г" перемещается с постоянной скоростью. Плотность жидкости. р. 300. В задаче 299 при э-+Л скорость о становится сколь угодно большой даже при малой силе Р; Объяснить, с чем связано появление этого парадоксального результата. 301. Древнегреческие водяные часы (клепсидра) представляют собой сосуд с небольшим отверстием О (рис. 129). Время отсчитывается по уровню воды в сосуде. Какова Рис. 129. Рис.

1ЗО. должна быть форма сосуда, чтобы шкала времени была равномерной? 3 в. Б. вухахцев и ир. 65 302. Цилиндрический сосуд с жидкостью вращается с угловой скоростью о вокруг вертикальной оси (рис. 130). Определить изменение давления в горизонтальном сечении сосуда в зависимости от расстояния до оси вращения. (Применить метод, изложенный при решении задачи 21! .) 303. Найти форму поверхности жидкости в цилиндрическом сосуде, вращающемся с угловой скоростью в вокруг вертикальной оси (т, е. найти высоту уровня жидкости в зависимости от расстояния до оси вращения). 304.

Почему после размешивания чая ложкой чаинки собираются в середине стакана? Глава !1. ТЕПЛОТА. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА 9 12. Тепловое расширение твердых и жидких тел 305. На деревянное колесо, имеющее диаметр 100 см, требуется надеть железную шину, диаметр которой на 5 мм меньше диаметра колеса. На сколько следует для этого повысить температуру шины? Коэффициент линейного расширения железа ««,=12 10 ' град '. 306. Почему в бетонных конструкциях в качестве арматуры используется только железо (железобетон), а другие металлы, например дюралюминий, не применяются? 307. Для того чтобы измерить температуру человеческого тела, приходится держать термометр под мышкой в течение 5 — 8 мин.

В то же время «стряхнуть» его можно практически сразу после измерения температуры. Почему? 308. При температуре 1, высота ртутного столба, измеренная по латунной шкале, равна Н,. Какую высоту Н, будет иметь столб ртути при 1,=0 'С? Коэффициенты линейного расширения латуни а и объемного расширения ртути р известны. 309. Как измерить медицинским термометром температуру тела человека, если температура окружающего воздуха +42'С? 310. Определить длины железной и медной линеек 1; и Г, при 1=0 'С, если разности их длин при 1,=50 'С и 1»=450 'С одинаковы по модулю и равны 1=2 см.