ГДЗ-Физика-задачник-10кл-Рымкевич-2004-www.frenglish.ru.djvu (991536), страница 32
Текст из файла (страница 32)
2ло (4) Вычисления: 0,5 Н/м 0,031 м 0 073 Н/м = 73 мН/м. 2 3,14 0,034 и Ответ: а = 73 мН/м. 579. Почему маленькие капли росы на листьях некоторых растений имеют форму шариков, тогда как листья других рас- тений роса покрывает тонким слоему Ответ: в первом случае вода не смачивает поверхность листа, а во втором — смачивает. 581 ° Почему, прежде чем покрыть штукатурку масляной краской, предварительно производят грунтовку олифойу 325 Решение.
Грунтовка производится для того, чтобы за- крыть капилляры в штукатурке. Иначе масло будет впитываться в капилляры, а красящий порошок бу- дет оставаться на поверхности и легко осыпаться. 582. Резервуар одного из двух термометров психрометра обмотан полоской ткани, конец которой опущен в сосуд с водой. Почему, несмотря на непрерывное испарение воды, ткань все время остается влажной? Решение. Вода постоянно испаряется с поверхности ткани, при этом за счет капиллярного эффекта она вновь подается на поверхность ткани из резервуара. 583.
Найти массу воды, поднявшейся по капиллярной трубке диаметром 0,5 мм. Решение. Изменение давления под искривленной поверхностью жидкости в капилляре равно (в приближении абсолютной смачиваемости) Лр = — о, 2 В где о — коэффициент поверхностного натяжения,  — радиус капилляра. Высота поднятия жидкости определяется из условия (2) где р» — давление столба жидкости высотой й. Из (1) и (2) получим: 2  — а= рдй откуда, домножив на площадь пВ правую и левую ча- 2 сти равенства, получим (2В)но = д(рИнВ ) = дт, (3) где т — масса столба жидкости.
Из (3) (о = 2 — диа- метр капилляра) получим: 23хо йно лт = К 326 Вычисления: 5 10 м 3,14 73 10 Н/м 9,8 и/с г = 11,7 10 кг = 11,7 мг. Ответ: т = 11,7 мг. 584 На какую высоту поднимется вода между параллельными пластинками, находящимися на расстоянии 0,2 мм друг от друга7 Решение. Изменение гидростатического давления за счет капиллярных эффектов в промежутке между плоскими пластинами равно: Лр = — о, 1 я ар = рлЬ, — = ряЬ, 2о и о = 73 10 Н/м. т.
е. где Тогда Ь= —. 2о Фа Вычисления: 2 73. 10 Н/м 0,2 ° 10 м 10 кг/и ° 9,8 и/с -3 3 3 г = 74,5 мм = 7,5 см. Ответ: Ь = 7,5 см. 327 где  — радиус кривизны поверхности жидкости. Если считать, что вода абсолютно смачивает поверхности плоских пластин, то В = д/2, где д — расстояние между пластинами. Высоту подъема воды определим, приравнивая добавочное гидростатическое давление столба жидкости величине Лр из (1): 585 где выше поднимается вода в капиллярах равного радиуса — у подножия высокой горы или на ее вершине7 Решение. Высота поднятия воды в капилляре 2о (1) Яру на вершине горы будет больше, так как там меньше ускорение свободного падения д.
586 сравнить высоты поднятия воды и керосина в капиллярах равного радиуса. Решение. В данной задаче применима формула (1) из решения задачи 585. Воспользуемся приближением абсолютной смачиваемости, тогда радиус В капилляра можно считать одинаковым в случае воды и керосина. Из формулы (1) с помощью табличных данных получим: 4 И о„/о„ 24/0,8 т. е. высота поднятия воды в капилляре выше высоты керосина в 2,43 раза. Ответ: высота поднятия воды в 2,43 раза выше.
587 Спирт поднялся в капиллярной трубке на 1,2 см. Най- ти радиус трубки. Решение. Согласно формуле (1) из решения задачи 585 высота поднятия жидкости в капилляре равна: Ь = —, поэтому В = — . 2о 2о ярд' Ьрд ' Вычисления: 2. 22. 10 Н/и — 0,47 мм. 1,2 10 м 0,79 10 кг/м ° 9,8 и/с -г в г г Ответ: В = 0,47 мм. 328 589 Ртутный барометр имеет диаметр трубки 3 мм. Какую поправку в показания барометра надо внести, если учитывать капиллярное опускание ртутиу Решение. Изменение давления ртути в барометре за счет капиллярного эффекта равно: 2о йр = —. В Надо иметь в виду, что ртуть можно считать абсолютно несмачивающей стекло жидкостью, поэтомуЛр в формуле соответствует увеличению давления и барометр будет показывать давление, большее истинного.
Величина соответствуюп;его опускания столбика ртути равна: Лр 2п 4о Й Ваа бай ' где Я вЂ” радиус, д — диаметр трубки. Вычисления: Ь 4 510 10 Н/м 5 мм. з 2 3 10 м 14 10 кг/и 9,8 и/с Ответ: Ь = 5 мм. 590 Сообщеющиеся капилляриые трубки разного диаметра заполнены водой. Как изменится разность уровней воды в трубках при нагревании воды? Решение. Разность уровней поднятия воды в капил- лярных трубках разного диаметра равна: При изменении температуры в формуле одновременно изменяются величины о и р.
Однако изменение коэффициента поверхностного натяжениями воды заметно больше изменения ее плотности р. Так, при нагреве от 0 до 20 'С а изменяется на 3'/о, в то время как плотность на 0,2' . Поэтому величинаЬЙ будет изменяться так же, как а, и уменьшится с ростом температуры. Ответ: уменьшится.
329 591 3 двух капиллярных трубках разного диаметра, опугценных в воду, установилась разность уровней 2,6 см. При опускании этих же трубок в спирт разность уровней оказалась 1 см. Зная коэффициент поверхностного натяжения воды, найти коэффициент поверхностного натяжения спирта. Решение. Уровень идеально смачивающей (несмачивающей) жидкости в капилляре радиуса Я выше (ниже), чем в сообщающемся с ним широком сосуде, на высоту /з = — а, (1) руВ * где а — коэффициент поверхностного натяжения, р — плотность жидкости, я — ускорение свободного падения.
Изменение уровня возникает благодаря силе поверхностного натяжения. Как следует из формулы (1), для двух капилляров разных радиусов А и Вз разность уровней жидкости равна: а отношение величин /з для различных жидкостей имеет вид ~й| а1 аз Л/ з р1аз Из этого соотношения можно получить формулу для коэффициента поверхностного натяжения спирта: рвоя1 о =о — ' —, с в йу где а, — коэффициент поверхностного натяжения воды, р, и р, — плотность спирта и воды, ЛЬ, и ЛЛ,— разность уровней жидкости для капилляров разного диаметра в спирте и воде. Вычисления: з 3 а = 73 мН/м 0,79 10 кг/м 1 см 22 мН/м.
з 3 гь 2,6см Ответ: а, = 22 мН/м. 330 28. Механические свойства твердых тел 593 Вблизи поверхности кристалла в процессе его роста наблюдаются так называемые концентрационные потоки раствора, поднимающиеся вверх. Объяснить явление.
Ответ: во время роста кристалла у его поверхности наблюдается уменьшение плотности раствора вследствие перехода растворенного вещества на кристалл. С уменьшением плотности эти слои раствора поднимаются вверх. 595, какого вида деформации испытывают: а) ножка скамейки; б) сиденье скамейки; в) натянутая струна гитары; г) винт мясорубки; д) сверло; е) зубья пилы? Ответ: а) сжатие; б) изгиб; в) растяжение; г) круче- ние; д) кручение и сжатие; е) сдвиг. 597.
какого вида деформации возникают в перекладине, когда гимнаст делает полный оборот (ьсолнце»)? Ответ: изгиб и кручение. 598 для чего рама велосипеда делается из полых трубок, а не из сплошных стержней? Решение. Основной вид деформаций, возникающих в раме велосипеда при его эксплуатации, — это изгиб. При этом поверхностные слои стержней рамы деформируются (растягиваются, сжимаются и сдвигаются) сильнее, чем внутренние. Следовательно, удаление внутренних слоев стержня, которое превращает его в трубку, не может заметно сказаться на прочности конструкции. 331 599. К закрепленной одним концом проволоке диаметром 2 мм подвешен груз массой 10 кг.
Найти механическое напряжение в проволоке. Решение. Механическим напряжением называется физическая величина, численно равная упругой силе, приходящейся на единицу площади поперечного сечения тела: р а=— уср где Г~, — сила упругости, Я вЂ” площадь поперечного сечения тела. Площадь поперечного сечения проволоки равна Я = кР /4, где Р— диаметр проволоки. Сила г упругости в положении равновесия равна силе тяжести, действующей на груз.
Таким образом, напряжение в проволоке о = 4 —. ШК кР г Вычисления: о 4 . 10 кг ° 10 м/с 32 ° 10 Па = 32 МПа 3 14 4 10 м г Ответ: о = 32 МПа. 600 Две проволоки, диаметры которых отличаются в 3 раза, подвержены действию одинаковых растягивающих сил. Сравнить возникающие в ннх напряжения. Решение. Согласно общей формуле для механического напряжения, приведенной в решении задачи 599, напряжение обратно пропорционально площади сечения проволоки и, следовательно, обратно пропорционально квадрату диаметра проволоки.
Поэтому в проволоке в 3 раза большего диаметра напряжение в 3 = 9 раз меньше. г Ответ: в проволоке большего диаметра напряжение в 9 раз меньше. 332 601 Валка длиной б и с площадью поперечного сечения 100 см под действием сил по 10 кН, приложенных к ее кон- 2 цам, сжалась на 1 см. Найти относительное сжатие и механическое напряжение. Решение. Относительная деформация является мерой деформации и равна отношению абсолютной деформации Лх к первоначальному значению параметра х, характеризующего размеры или форму тела.
В данном случае х = 5 м, Лх = 0,01 м. Поэтому относительная деформация 1сжатие) равна: Лх/х = 0,01 м/5 м = 0,002. Механическое напряжение а численно равно упругой силе Е, приходящейся на единицу площади сечения тела. В данном случае, согласно третьему закону Ньютона, упругая сила Р равна по модулю силе, приложенной к одному из концов балки. Таким образом, механическое напряжение равно: а = 10 М/0,01т = 10 Па = 1 МПа. Ответ: Лх/х = 0,002; а = 1 МПа. 602.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
