Łatwe zadania z fizyki

1)Piłka o masie m=0,5kg pływa w wodzie tak, że ponad powierzchnię wystaje 1/4 jej objętości. Oblicz wartość siły, którą należy przyłożyć do piłki, aby ją całkowicie zanurzyć.

2)W naczyniu znajduje się woda o gęstości równej 1000 kg//m3, a nad nią warstwa nafty o gęstości równej 900kg//m3. Jak głęboko zanurzy się w wodzie sześcian z drewna bukowego o gęstości równej 970kg//m3, jeśli nie wystaje on ponad powierzchnię nafty? krawędź sześcianu wynosi 2cm.

3) Z jakim przyspieszeniem wypływa na powierzchnię wody piłeczka o gęstości 750kg//m3, umieszczona na dnie basenu? Gęstość wody przyjmij 1000kg//m3 oraz g=10m//s2. Pomiń opory.

4)Z wysokości h=80cm nad powierzchnią wody upuszczono drewnianą kulkę ( d wody=1000kg//m3, d kulki= 600kg//m3 ) Oblicz:
a) szybkość kulki przed uderzeniem uderzeniem w wodę
b) wartość przyspieszenia kulki w wodzie
c) czas ruchu kulki w wodzie do chwili zatrzymania, jeśli porusza się w niej ruchem jednostajnie opóźnionym
d) głębokość na jaką zanurzy się kulka w wodzie

1

Odpowiedzi

Najlepsza Odpowiedź!
2010-03-13T15:12:13+01:00
Zadanie 1
dane:
m = 0,5 kg
n = 1/4
g = 10 m/s²

szukane:
F = ?

rozwiązanie:
przed wepchnięciem jest równowaga sił: Fw₁ = mg
po również: Fw₂ = mg + F

Fw₁ = 3gρV/4
Fw₂ = gρV = 4Fw₁/3 = 4mg/3
F = Fw₂ - mg = mg/3
F = 0,5 kg * 10 m/s² / 3 ≈ 1,67 N

zadanie 2
dane:
ρ_w = 1000 kg/m³
ρ_n = 9000 kg/m³
ρ_s = 9700 kg/m³
a = 2cm

szukane:
x = ? (tyle centymetrów wysokości sześcianu jest pod wodą)

rozwiązanie:
Zgodnie z prawem Archimedesa masa sześcianu jest równa sum mas wypartej wody i nafty:
m_s = m_n + m_w

m_s = a³*ρ_s
m_w = a²x*ρ_w
m_n = a²(a - x)*ρ_n

a³*ρ_s = a²x*ρ_w + a²(a - x)*ρ_n
a*ρ_s = x*ρ_w + a*ρ_n - x*ρ_n
x = a(ρ_s - ρ_n)/(ρ_w - ρ_n)
x = 2 cm * (9700 kg/m³ - 9000 kg/m³)/(1000 kg/m³ - 9000 kg/m³) = 2 cm * 700/1000 = 14/10 cm = 1,4 cm

zadanie 3
dane:
ρ_p = 750 kg/m³
ρ_w = 1000 kg/m³
g = 10 m/s²

szukane:
a = ?

rozwiązanie:
Fw = ρ_w*gV
V = m/ρ_p -> 1/ρ_p = V/m

am = Fw - mg
a = Fw/m - g = ρ_w*gV/m - g = g*(ρ_w/ρ_p - 1)
a = 10 m/s²*(1000 kg/m³/750 kg/m³ - 1) = 10/3 m/s² = 3,(3) m/s²


zadanie 4
dane:
h = 80 cm = 0,8 m
ρ_w = 1000 kg/m³
ρ_k = 600 kg/m³
g = 9,81 m/s²

szukane:
v = ?
a_w = ?
t = ?
s = ?

g = (v - v_p)/t = v/t => t = v/g
h = gt²/2 = v²/2g
v = √(2gh)
v = √(2 * 0,8 m * 9,81 m/s²) ≈ 3,96 m/s²

am = mg - Fw
a = g - Fw/m
Fw = ρ_w*gV
V = m/ρ_p -> 1/ρ_p = V/m
a = g - Fw/m = g - ρ_w*gV/m = g*(1 - ρ_w/ρ_k)
a = 9,81 m/s² * (1 - 1000 kg/m³/600 kg/m³) = - 9,81 m/s² * 4/6 = - 6,54 m/s²

a jest mniejsze od 0 jest więc to ruch jednostajnie opóźniony z opóźnieniem równym |a|

|a| = (v_p - v_k)/t = v/t
t = v/|a|
t = 3,96 m/s² / 6,54 m/s² ≈ 0,6 s

s = |a|t²/2 = v²/2|a|
s = 15,6816 m²/s² /13,08 m/s² ≈ 1,2 m
jak masz pytania to pisz na pw
10 4 10