Zestaw VII Ciecze Zadania nieobliczeniowe Zadania obliczeniowe

Zestaw VII
Ciecze
Marcin Abram, Ewa Kądzielawa-Major, Adam
Wyrzykowski, Marcin Wysokiński
29 października 2013 r.
e-mail: [email protected]
http://www.fais.uj.edu.pl/dla-szkol/
warsztaty-z-fizyki/szkoly-ponadgimnazjalne
Zadania obliczeniowe
Zadanie 6 [LI OF, etap 1]
Jednorodna kulka o objętości V pływa na granicy dwóch
niemieszających się cieczy. Gęstość jednej z cieczy wynosi
ρ1 , a drugiej ρ2 , natomiast materiału, z którego wykonana
jest kulka, ρ i spełnia relację ρ1 ă ρ ă ρ2 . Jaka część objętości kulki znajduje się w górnej, a jaka w dolnej cieczy?
Co się dzieje, gdy ρ Ñ ρ1 , a co gdy ρ Ñ ρ2 ?
https://www.facebook.com/groups/kolkof/
UWAGA! We wtorek za tydzień, czyli 5 listopada,
zamiast kółka teoretycznego odbędą się na zajęcia doświadczalne. Spotykamy się więc jak zawsze o godz.
16, ale na Pierwszej Pracowni Fizycznej (w prawym
skrzydle budynku IF, na pierwszym piętrze). W poniedziałek, tj. 4 listopada, nie będzie kółka doświadczalnego.
Zadanie 7 [JKK, 18-15R]
Do naczynia o kształcie walca o stałym przekroju poprzecznym S nalano cieczy o gęstości ρ1 , a następnie włożono do cieczy ciało o objętości V i gęstości ρ2 takiej, że
ρ2 ă ρ1 . Jak zmieniło się ciśnienie na dno naczynia? Jak
zmieniło się parcie na dno naczynia?
Zadanie 8 [g-OF, 7.15]
Zadania nieobliczeniowe
Zadanie 1 [NZzF, roz.1, zad. 48]
Na jednym talerzyku wagi sklepowej stoi zlewka z wodą, na drugim zlewka z naftą. Waga jest w równowadze.
Na końcach ramion wagi szalkowej zawieszonej nad wagą
sklepową wiszą kulki mosiężne o równych masach. Waga
szalkowa też jest w równowadze. Wagę szalkową opuszczamy tak, aby każda z kulek całkowicie zanurzyła się w
różnych cieczach nie dotykając ścianek zlewek. Jak zachowają się wagi? (Gęstość nafty jest mniejsza od gęstości
wody.)
Na kranie wodociągowym za pomocą gumowej rurki zamocowano rurkę szklaną o długości 1 m i przekroju wewnętrznym 0.3 cm2
zakrzywioną na końcu pod kątem prostym
(patrz rysunek). Oblicz kąt, o jaki odchyli się
rurka od kierunku pionowego, jeżeli prędkość
wypływu wody wynosi 2 m{s, a masa rurki
jest równa 80 g. Siły sprężystości rurki gumowej zaniedbujemy.
Zadanie 9
Drewniany klocek o kształcie walca pływa pionowo w
wodzie.
Jak będzie poruszał się klocek, jeżeli go trochę
Zadanie 2 [NZzF, roz.1, zad. 49]
wciśniemy pionowo w wodę? Czy wróci do położenia rówW basenie pływa łódź, w której znajduje się kamień. nowagi? Jeżeli tak, to po jakim czasie? Zaniedbaj opory
Kamień zostaje wyrzucony z łodzi do wody. Jak wpłynie powietrza i lepkość oraz załóż, że klocek zawsze będzie
to na poziom wody w basenie?
utrzymywał pion. Przyjmij za dane gęstość wody i drewna oraz wysokość cylindrycznego klocka.
Pytania zaawansowane:
Zadanie 3 [NZzF, roz.1, zad. 51]
1) Jak będzie wyglądał jego ruch, jeżeli założymy dodatKosztem jakiej energii wznosi się balon napełniony wo- kowo istnienie tarcia proporcjonalnego do wysokości zanudorem lub helem?
rzenia klocka?
2) Jak będzie wyglądał jego ruch, jeżeli weźmiemy pod
uwagę siłę oporu wynikającą z lepkości proporcjonalną do
Zadanie 4 [NZzF, roz. 1, zad. 113]
prędkości klocka?
Dwie szczelnie zamknięte beczki przestrzelono kulą karabinową. Jedną wypełnioną wodą, a drugą powietrzem.
Jak zareagują beczki na przestrzelenie?
Zadanie 10
Wyznaczyć kształt powierzchni swobodnej cieczy nieściśliwej znajdującej się w polu ciężkości w naczyniu cyZdarza się, zarówno na wiosnę jak i jesienią, że tempe- lindrycznym, które obraca się wokół swojej osi ze stałą
ratura na parę dni spada do 1-2 ˝ C poniżej zera. Okazuje prędkością kątową Ω.
się jednak, że pozostaje wiele żywych, rosnących dalej, a
Pytanie zaawansowane: Skorzystaj z równania Eulera
v
nawet kwitnących roślin. Jak im się to udało? Przecież opisującego przepływ cieczy nieściśliwej: B~
v ¨ ∇q~v “
Bt ` p~
p
składają się co najmniej w 80% z wody, która krzepnąc ´∇ ρ ` ~g . Podpowiedź: Na powierzchni swobodnej cieczy
powinna bezpowrotnie rozerwać tkanki roślin.
ciśnienie jest stałe.
Zadanie 5 [NZzF, roz. 1, zad. 103]
Literatura
[NZzF] J. Domański, J. Turło, Nieobliczeniowe zadania
z fizyki, Pruszyński i S-ka, Warszawa, 1997.
[PZO] Piotr Makowiecki, Pomyśl zanim odpowiesz, Wiedza Powszechna, Warszawa, 1985.
[jm-OF] 50 lat olimpiad fizycznych redakcja P. Janiszewski i J. Mostowski, PWN, Warszawa, 2002.
[g-OF] Zbiór zadań z olimpiad fizycznych redakcja W.
Gorzkowskiego, Wyd. Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa, 1987.
[i-OF] Archiwalne zadania z olimpiad fizycznych dostępne w internecie
patrz takie strony jak
http://www.olimpiada.fizyka.szc.pl/.
[MOF] Zadania z Fizyki z całego świata z rozwiązaniami. 20 lat Międzynarodowych Olimpiad Fizycznych
redakcja W. Gorzkowski, WNT, Warszawa, 1994.
[JKK] J. Jędrzejewski, W. Kruczek, A. Kujawski, Zbiór
zadań z fizyki, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2002.