Завдання I (шкільного) етапу Всеукраїнських учнівських олімпіад з фізики
2020/2021 н.р.
9 клас
1. З колодязя глибиною H=10 м піднімають відро з водою. Маса відра 1 кг, об'єм відра
10 л. Визначити роботу, яку необхідно виконати для піднімання відра, якщо у ньому
є дірка, через яку вода рівномірно витікає. Коли відро підняли на поверхню, то в
ньому залишається половина води.
2. Електричне коло, схема якої зображена на малюнку,
підключена до батарейки. Вольтметри Vі та V2 показують
напругу 1 В та 0,1 В відповідно. Амперметр А показує силу
струму
1 МА. Знайдіть опори приладів. Вольтметри
вважайте однаковими.
3. Дерев'яний брус квадратного перерізу зі стороною а= 0,3 м
i довжиною 3 м плаває у воді. Якої маси людина може стояти на такому брусі, не
замочивши ноги? Густина дерева 700кг/м”, води - 1000 кг/м2. (g = 10 м/с2).
4. Яку силу слід прикласти до точки А, щоб утримати вантаж маси m=10 кг? Важіль
блоки невагомі. (g=10
Н/кг)
та
а
2а
m
Q₂-количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли
Q-общее количество теплоты
с₁=4200Дж/кг·°С-удельная теплоемкость воды
с₂=460Дж/кг·°С-удельная теплоемкость железа
ρ=1000кг/м³-плотность воды
Q=398,7кДж
А теперь про керосин. При отсутствии потерь тепловой энергии, количество теплоты, выделяющееся при сгорании керосина равно количеству теплоты, необходимого для нагревания воды в кастрюле
Q=qm q=4,6·10⁷Дж/кг
Что-то маловато, но, вроде так получается.
Выталкивающая сила, действующая на цилиндры, зависит от величины объема цилиндров и не зависит от их массы.
ρ = 1000 кг/м³ - плотность воды
ρ₁ = 7000 кг/м³ - плотность чугуна
ρ₂ = 2700 кг/м³ - плотность алюминия
Так как
Fa₁ = ρgV₁ и Fa₂ = ρgV₂, то: Fa₁/Fa₂ = ρgV₁/ρgV₂ = V₁/V₂
Учитывая:
V₁ = m/ρ₁ и V₂ = m/ρ₂, получим:
Fa₁/Fa₂ = ρ₂/ρ₁ = 2700/7000 ≈ 0,39
Fa₁ = 0,39*Fa₂
Тогда на плечо весов с чугунным цилиндром при погружении в воду действует сила:
F₁ = mg - Fa₁ = mg - 0,39*Fa₂
На плечо весов с алюминиевым цилиндром при погружении в воду действует сила:
F₂ = mg - Fa₂
Так как
F₁ - F₂ = mg - 0,39*Fa₂ - mg + Fa₂ = 0,61*Fa₂, то
плечо весов с чугунным цилиндром перевесит.