Решения заданий заочного тура (Интернет-тура)

XI Республиканской олимпиады имени

ФИЗИКА

8 класс

№1

а)Пусть при нагревании жидкости в цилиндрическом сосуде А её уровень повысится на h см. При этом её сила тяжести, а также гидростатическое давление в сечении соединительной трубки останутся неизменными. Поэтому уровень жидкости в сосуде Б также не изменится.

б) При нагревании жидкости в расширяющемся сосуде А её уровень повысится на высоту меньшую чем h см, следовательно гидростатическое давление в сечении соединительной трубки будет меньше, чем в первом случае. Поэтому уровень жидкости в сосуде Б понизится.

в)Так же можно доказать, что если сосуд А сужающийся, то уровень жидкости в сосуде Б повысится.

№2

Силы сцепления между молекулами воды и стенками сосуда больше сил сцепления между молекулами самой воды. Поэтому вода в колбе беспрепятственно поднимается у стенок (в обычных условиях этому мешает сила тяжести) и полностью покрывает внутреннюю поверхность колбы. Воздух при этом оказывается внутри воды.

Силы поверхностного натяжения максимально сокращают свободную поверхность воды, вследствие чего воздушный пузырь стремится приобрести сферическую форму.

Когда воздушные пузырьки собираются в один пузырь, воздух возвращается к устойчивому состоянию, так как при этом свободная поверхность жидкости становится минимальной.

№3

На нужном участке линии параллельно воздушному проводу трамвая подвешен добавочный провод, соединённый с лампочкой, другая клемма соединена с рельсом. Так как между воздушном проводом и рельсом есть напряжение, то дуга трамвая, соединяя воздушный провод с добавочным, замыкает цепь, и сигнальная лампочка загорается.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Провод трамвая

Провод трамвая

Добавочный провод

Сигнальная лампочка

Рельс

№4

Так как концы верёвки, перекинутой через неподвижный блок, действуют силы по F Н, то натяжение верёвки, перекинутой через неподвижный блок, равно 2F Н. Следовательно на доску действуют силы 2F Н слева и F Н справа, а по середине доски (Р-F)Н По условию равновесия:

2F +F=(Р-F) Отсюда Р=4F= 600Н

№5

V1tвстречи V2tвстречи

А C В

V2t2 V1t1

№6

Время уменьшения кубика в 12/13 раз , где скорость таяния льда масса растаявшего льда. По условию плавания льда

(m1+m2)g=ρводыgV

(m1-Δm+m2)g=ρводыg12/13V

Решая систему уравнений относительно Δm, получим Δm=1, 69г

=84615с=23,5сут

№7

Мощность плитки

Затраченная энергия равна сумме энергий необходимой для нагревания алюминиевой кастрюли до температуры кипения, для нагревания воды температуры кипени и испарения воды:

Q=cал mал Δt+cводы Vρводы Δt+Δmrводы где Δm=0,2m=0,2 Vρводы

P=785 Вт

№8

Масса воды необходимая для намокания полотенца Елены Сергеевны

Δm1 =450г-150г=300г Δm1 = Vρводы= Sh1 ρводы h1=0,2<0,25 см Елена Сергеевна промокнет

Масса воды необходимая для намокания полотенца Даши

Δm2 =500г-150г=350г Δm2 = Vρводы= Sh2 ρводы h1=0,28>0,25 см Даша не промокнет

№9

Пусть толщина слоя воды в левом сосуде равна x, а изменение толщины льда равно y = L–l = 50 см (см. рис.). Из сохранения общей массы воды и льда: (h+x)ρВS = HρВS+yρЛS (1). Жесткость отдельного участка пружины обратно пропорциональна его длине, поэтому жесткость свободной части пружины будет равна K = kL/y. Сила давления воды снизу на ледяной поршень компенсирует силу тяжести, силу атмосферного давления сверху и силу со стороны пружины: p1S = ρЛg(L–y)S+pAS+K(x–y) (2), где p1 давление непосредственно под поршнем, pA - атмосферное давление. Из равенства давлений внизу обоих сосудов: p1+ρВgx = pA+ρВgh (3). Подставляя p1 из (3), а также x из (1) в (2), получаем: . Подставляя численные данные и решая линейное уравнение на h, получаем h = 75 см.

Ответ: h = 75 см.

№10

Пусть масса жидкости X, вливаемой в воду, равна mX, масса исследованного образца жидкости - mX0 = 1 г. Вначале жидкость X, налитая в воду, будет нагреваться, а вода - охлаждаться. Когда температура жидкости X достигнет TК, она начнет выкипать, но вода продолжит охлаждаться. В предельном случае, когда ровно вся жидкость X выкипит, температура воды достигнет TК. Теплоемкость налитой жидкости равна CXmX/mX0, а полная теплота парообразования - QПmX/mX0. Тогда уравнение теплового баланса дает: .

Но mX = VXρX(TX) = mX0VX/V0(TX). Где V0(T) - объем исследованного образца при температуре T. Подставляя численные данные, получаем уравнение на TX: . Изобразив правую часть уравнения на графике (см. рис.), можно найти, что искомое TX ≈ 66°C.

Ответ: TX ≈ 66°C.