Задание №199

С помощью рулетки определите:
а) массу воздуха в своей комнате;
б) массу медного бруска.

Решение

а) Для определения массы воздуха в комнате нужно знать плотность воздуха и объём комнаты.
m = ρV.
Для определения объёма комнаты, нужно измерить её длину, ширину и высоту.
Допустим а = 6 м, b = 3 м; с = 2,6 м.
$V = a * b * c = 6 * 3 * 2,6 = 46,8 м^{3}$.
Используя таблицу плотностей газов, определим плотность воздуха
$ρ_{в} = 1,29 кг/м^{3}$;
Определим массу воздуха в комнате:
m = 1,29 * 46,8 = 60,4 кг.
Масса воздуха в комнате − 60, 4 кг.

б) Для определения массы медного бруска нужно знать его плотность и объём.
m = ρV.
Для определения объёма бруска, нужно измерить его длину, ширину и высоту.
Допустим а = 5 см, b = 3 см; с = 2 см.
$V = a * b * c = 5 * 3 * 2 = 30 см^{3}$.
Используя таблицу плотностей, определим плотность медного бруска
$ρ_{м} = 8,9 г/см^{3}$;
Определим массу медного бруска:
m = 8,9 * 30 = 267 г.
Масса медного бруска − 267 г.

Задание №200

Оцените объём своего тела, если известно, что средняя плотность человека близка к плотности воды.

Решение

Для определения объёма своего тела нужно знать плотность тела человека и его массу ($V=\frac{m}{ρ}$).
Средняя плотность человека близка к плотности воды: $ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$.
Масса тела = 55 кг.
$V=\frac{55}{1000} = 0,055 м^{3}$ или 55 л.
Таким образом, объём тела равен 55 л.

Задание №201

Используя весы, набор гирь и мензурку, проверьте, есть ли внутри деревянного бруска воздушная полость.

Решение

1. Для определения есть ли внутри деревянного бруска воздушная полость нужно найти плотность нашего бруска и сравнить со значением плотности дерева в таблице плотностей.
$ρ=\frac{m}{V}$.
2. Для определения массы тела используем весы. Положим брусок на чашку весов. Используя гири, выровняем чаши весов и определим массу бруска.
3. В мензурку нальём столько воды, чтобы тело можно было полностью погрузить в воду. Зафиксируем начальный объём воды.
4. Опустим брусок в воду и снова измерим объём жидкости.
5. Разница между первоначальным объёмом и объёмом жидкости, в которое погружено тело, равна объёму этого тела.
6. Найдем плотность камня, зная его массу и объём.
Если расчетная плотность равна табличной плотности, то воздушной полости нет.
Если расчетная плотность меньше табличной плотности, то имеется воздушная полость.

Задание №202

Предложите способ определения плотности неизвестной жидкости, используя только стакан, воду, весы и гири.

Решение

1. Поставим пустой стакан на чашку весов. Используя гири, выровняем чаши весов. Найдем массу стакана ($m_{ст}$).
2. Наполним стакан водой и поставим его на чашку весов. Используя гири, выровняем чаши весов. Найдем массу стакана с водой ($m_{ст+вод}$).
3. Найдем массу воды в стакане ($m_{в} = m_{ст+вод} -m_{ст}$).
4. Наполним стакан жидкостью такого же объёма и поставим его на чашку весов. Используя гири, выровняем чаши весов. Найдем массу стакана с жидкостью ($m_{ст+жид}$).
5. Найдем массу жидкости в стакане ($m_{ж} = m_{ст+жид} -m_{ст}$).
6. Так как объёмы воды и жидкости равны, то
$\frac{m_{в}}{ρ_{в}} = \frac{m_{ж}}{ρ_{ж}}$.
7. Найдём плотность неизвестной жидкости, зная массу и плотность воды, массу неизвестной жидкости.
$ρ_{ж} = \frac{ρ_{в}*m_{ж}}{m_{в}} = 1000 кг/м^{3} * (\frac{m_{ж}}{m_{в}})$.

Задание №203

Определите плотность жидкости, используя весы, набор гирь, мензурку, стакан с жидкостью (молоко, раствор соли).

Решение

1. Для определения плотности жидкости необходимо знать массу и объём, так как
$ρ=\frac{m}{V}$, где ρ − плотность вещества, m − масса, V − объём.
2. Нальём жидкость в мензурку и определим её объём.
3. Поставим пустой стакан на чашку весов. Используя гири, выровняем чаши весов. Найдем массу стакана ($m_{ст}$).
4. Жидкость из мензурки перельём в стакан. Используя гири, выровняем чаши весов. Найдем массу стакана с жидкостью ($m_{ст+жид}$).
5. Найдем массу жидкости в стакане ($m_{ж} = m_{ст+ж} -m_{ст}$).
6. Найдем плотность жидкости, зная его массу и объём.

Задание №204

Вам дано стальное тело неправильной формы. Выясните, содержит ли это тело примеси других веществ. Какие приборы вам для этого потребуются?

Решение

Для определения массы нужны весы, гири. Для определения объема − мензурка.
1. В мензурку нальём столько воды, чтобы тело можно было полностью погрузить в воду. Зафиксируем начальный объём воды.
2. Опустим тело в воду и снова измерим объём жидкости.
3. Разница между первоначальным объёмом и объёмом жидкости, в которое погружено тело, равна объёму этого тела. Получим измеренный объём тела.
4. Для определения массы стального тела используем весы. Положим тело на чашку весов. Используя гири, выровняем чаши весов и определим массу тела.
5. Зная плотность стали ($ρ = 7800 кг/м^{3}$) и массу, рассчитаем его объем $V=\frac{m}{ρ}$. Получим расчетный объем тела.
Если измеренный объем не совпадает с расчетным, то в бруске есть примеси.

Задание №205

Под действием какой силы изменяется направление движения искусственных спутников Земли?

Решение

Под действием силы тяжести изменяется направление движения искусственных спутников Земли.

Задание №206

Почему предметы, находящиеся в комнате, несмотря на их взаимное притяжение, не приближаются друг к другу?

Решение

Эти силы очень малы по сравнению с другими силами, действующими на эти предметы, например по сравнению с силами их притяжения к Земле.

Задание №207

Как двигалась бы Луна, если бы исчезло тяготение между Луной и Землёй; если бы исчезла орбитальная скорость Луны?

Решение

Если бы исчезло тяготение между Луной и Землёй, луна, пролетев немного по инерции по касательной к поверхности земли, стала бы двигаться вокруг солнца.
Если бы исчезла орбитальная скорость Луны, то Луна под действием силы тяжести упадет на землю.

Задание №208

Почему большинство спутников планет и астероиды не имеют атмосферы?

Решение

Большинство спутников планет и астероиды имеет слабую гравитацию, таким образом, атмосфера рассеивается в космосе. Для того, чтобы преодолеть притяжение, молекулам требуется меньшая скорость чем на Земле. Иными словами, спутники планет и астероиды не могут удержать свою атмосферу.

Задание №209

Какая сила вызывает приливы и отливы в морях и океанах Земли?

Решение

Приливы и отливы в морях и океанах Земли вызываются гравитационным взаимодействием Луны и водной массой морей и океанов, покрывающих поверхность Земли.

Задание №210

Барон Мюнхгаузен, герой книги Э. Распе, привязав конец веревки к Луне, спускался по ней на Землю. В чём главная физическая ошибка возможности такого передвижения?

Решение

Он не мог спускаться к Земле, так как этому препятствовала бы сила притяжения Луны.

Задание №211

На какой из трёх стальных шаров (рис. 15) действует сила тяжести наибольшая; наименьшая? Начертите вектор силы тяжести для каждого шара.

рис. 15

Решение

Сила тяжести прямо пропорционально массе этого тела.
$F_{тяж}=mg$;
m = ρV;
$F_{тяж}=ρVg$.
Т.к. плотности стальных шаров равны, то чем больше объем шара, тем больше сила тяжести. Таким образом, на 1−й шар действует наибольшая сила тяжести, на 3−й шар − наименьшая.