Przykładowe pytania dotyczące płynów statycznych

15 przykładów problemów z płynami statycznymi

Ciśnienie hydrostatyczne

1. Różnica ciśnienia hydrostatycznego krwi między mózgiem a podeszwami stóp osoby o wzroście 165 cm wynosi… (Przyjmij, że gęstość krwi wynosi 1,0 × 10 ³ kg/m ³ , a g = 10 m/s ² )

A. 1,65 × 10 ² N/m ²

B. 1,65 × 10 ³ N/m ²

C. 1,65 × 10 ⁴ N/m ².

D. 0,83 × 10 ⁴ N/m ³

E. 0,83 × 10 ³ N/m ²

Pembahasan

Wiadomo, że:

Podaj wszystkie jednostki w systemie międzynarodowym

Wysokość (h) = 165 cm = 165/100 metrów = 1,65 metra

Gęstość krwi ( ρ) = 1,0 × 10 ³ kg/m ³

Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 m/ ^s2

Pytanie: Ciśnienie hydrostatyczne

Jawab:

Statki łączące

2. Spójrz na poniższy obrazek:

Rurę w kształcie litery U początkowo napełnia się wodą o gęstości 1000 kg/ ^m3 , a następnie do jednej z rur wlewa się olej kuchenny, tak aby uzyskać stabilne położenie, jak na rysunku. Jeśli wysokość słupa oleju wynosi 8 cm, a słupa wody 5 cm, gęstość oleju kuchennego wynosi...

A. 520 kg.m^-3

B. 525 kg.m ^-3

C. 600 kg.m ^-3

D. 625 kg.m ^-3

E. 720 kg.m ^-3

Pembahasan

Wiadomo, że:

Gęstość wody = 1000 kg.m ^-3

Wysokość wody = 5 cm

Wysokość oleju do gotowania = 8 cm

Pytanie: Gęstość oleju kuchennego

Jawab:

Prawidłowa odpowiedź to D.

Pławność

3. Kamień o objętości 0,5 m3 ^jest całkowicie zanurzony w cieczy o gęstości 1,5 g cm ^–3 . Jeżeli przyspieszenie ziemskie = 10 m s –2 ^, to na kamień działa siła skierowana ku górze o wartości…..

A. 1.500 N

B. 3.000 N

C. 4.500 N

D.7.500 N

E. 9.000 N

Pembahasan

Wiadomo, że:

Objętość kamienia (V) = 0,5 ^m3

Gęstość cieczy ( ρ) = 1,5 gr cm ^–3 = 1500 kg m ^-3

Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 ms ^-2

Pytanie: Siła wyporu (FA ₎ działająca na kamień

Jawab:

Prawidłowa odpowiedź to D.

Obiekty pływające

4. Kawałek lodu unoszący się na wodzie wygląda jak na zdjęciu. Jeśli gęstość wody morskiej wynosi 1,2 gr cm ^-3 , a gęstość kawałka lodu wynosi 0,9 gr c ^-3 , to objętość kawałka lodu zanurzonego (wchodzącego) w wodę morską jest równa… objętości, która się w niej pojawia.

A. 2 raza

B. 3 razy

C. 4 razy

D. 5 razy

E. 6 razy

Pembahasan

Wiadomo, że:

Gęstość wody morskiej ( ρ _morze ) = 1,2 gr cm ^–3

Gęstość lodu (ρ _es ) = 0,9 gr c ^–3

Pytanie: Objętość lodu zanurzonego w wodzie morskiej jest taka sama jak objętość, która się w niej znajduje.

Jawab:

Zatem objętość lodu zanurzonego w wodzie morskiej jest równa trzykrotności objętości, jaka się w niej znajduje (3 x 0,25 = 0,75).

Prawidłowa odpowiedź to B.

5. Ciało unosi się w cieczy, w której 2/3 ciała jest zanurzone. Jeśli gęstość ciała wynosi 0,6 g cm³ ^, to gęstość cieczy wynosi…

A. 1.800 kg· ^m3

B. 1.500 kg/ ^m3

C. 1.200 kg ^/m3

D. 900 kg ^/m3

E. 600 kg ^m3

Pembahasan

Wiadomo, że:

Część obiektu zanurzona = 2/3

Gęstość obiektu = 0,6 gr cm3 ⁼ 600 kg ^m3

Pytanie: Gęstość cieczy (x)

Jawab:

Część obiektu, która jest zanurzona, jest równa stosunkowi gęstości:

Gęstość cieczy wynosi 900 kg ^m3

Prawidłowa odpowiedź to D.

6. Kawałek drewna unosi się na wodzie, zanurzony w 3/5. Jeśli gęstość wody wynosi 1 × 10 ³ kg/m ³ , to gęstość drewna wynosi…

A. 2 × 10 ² kg/ ^m3

B. 4 × 10 ² kg/ ^m3

C. 6 × 10 ² kg ^/ m3

D.8 × 10 ² kg/ ^m3

E. 10 × 10 ² kg/ ^m3

Pembahasan

Wiadomo, że:

Część obiektu zanurzona = 3/5

Gęstość wody = 1×10 ³ kg/m ³ = 1000 kg/m ³

Pytanie: Gęstość drewna (x)

Jawab:

Część obiektu, która jest zanurzona, jest równa stosunkowi gęstości:

Gęstość drewna wynosi 600 kg/m3 ⁼ 6 x 10 ² kg/ ^m3

Prawidłowa odpowiedź to C.

7. Spójrz na poniższy blok obrazkowy!

Blok jest zanurzony w dwóch różnych cieczach. Po zanurzeniu w cieczy A, zanurzone jest 0,6 bloku. Po zanurzeniu w cieczy B, zanurzone jest 0,5 bloku. Stosunek gęstości cieczy A i B wynosi…

Odp. 1: 1

B.4 : 5

C.5 : 4

D.5 : 6

E.6 : 5

Pembahasan

Wiadomo, że:

Gęstość bloku = x

Część obiektu zanurzona w cieczy A = 0,6

Gęstość cieczy A = y

Część obiektu zanurzona w cieczy B = 0,5

Gęstość cieczy B = z

Pytanie: Porównanie gęstości cieczy A i B (y : z)

Jawab:

Część obiektu zanurzona w cieczy jest równa stosunkowi gęstości obiektu do gęstości cieczy.

Zastąp x w równaniu 2 x w równaniu 1 :

Prawidłowa odpowiedź to D.

8. Spójrz na obrazek!

Obiekt umieszczony w cieczy P unosi się, mając połowę swojej objętości pod powierzchnią cieczy, a umieszczony w cieczy Q unosi się. Stosunek gęstości cieczy P i Q wynosi…

Odp. 1: 2

B.2 : 1

C.2 : 3

D.3 : 1

E.3 : 4

Pembahasan

Wiadomo, że:

Gęstość obiektu = x

Część obiektu zanurzona w cieczy P = 1/2 = 0,5

Gęstość cieczy P = y

Część obiektu zanurzona w cieczy Q = 1 (wszystkie części obiektu są zanurzone)

Gęstość cieczy Q = z

Pytanie: Porównanie gęstości cieczy P i Q (y : z)

Jawab:

Część obiektu zanurzona w cieczy jest równa stosunkowi gęstości obiektu do gęstości cieczy.

Zastąp x w równaniu 2 x w równaniu 1 :

Prawidłowa odpowiedź to B.

9. Kawałek drewna pływa w oleju (gęstość = 800 kg·m ^-3 ) do momentu, aż 4/5 jego objętości będzie wypełnione olejem; wówczas gęstość drewna będzie wynosić ....

A. 16 kg.m ^-3

B. 64 kg.m ^-3

C. 160 kg.m ^-3

D. 270 kg.m ^-3

E. 640 kg.m ^-3

Pembahasan

Wiadomo, że:

Gęstość oleju ( ρ) = 800 kg.m ^-3

Część obiektu zanurzona = 4/5

Zapytano: Gęstość drewna

Jawab:

Część obiektu, która jest zanurzona, jest równa stosunkowi gęstości:

Gęstość drewna wynosi 640 kg/ ^m3.

Prawidłowa odpowiedź to E.

10. Klocek w powietrzu waży 50 N. Po zważeniu w wodzie jego ciężar wynosi 30 N. Jeśli gęstość wody wynosi 103 ^kg·m -3 ^, to gęstość klocka wynosi...

A. 1500 kg.m ^-3

B. 2000 kg.m ^-3

C. 2500 kg.m ^-3

D. 3000 kg.m ^-3

E. 4000 kg.m ^-3

Pembahasan

Wiadomo, że:

Ciężar klocka w powietrzu (w) = 50 N

Ciężar klocka w wodzie (w _wodzie ) = 30 N

Gęstość wody ( ρ _wody ) = 10 ³ kg.m ^-3 = 1000 kg.m ^-3

Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 m/ ^s2

Masa klocka w powietrzu (m) = w/g = 50/10 = 5 kg

Pytanie: Gęstość bloku ( _blok ρ )

Jawab:

Oblicz siłę wyporu:

F _A = ​​w – w _woda = 50 – 30 = 20 N

Oblicz objętość bryły zanurzonej w wodzie, korzystając ze wzoru na siłę wyporu:

F _A = ​​ρ g V

20 = (1000)(10) V

20 = (10 000) V

V = 20/10.000

V = 0,002 ^m3

Oblicz gęstość bloku:

ρ = m/V = 5/0,002 = 2500 kg/m ³

Prawidłowa odpowiedź to C.

Ciśnienie płynu

11.
Perhatikan gambar berikut! Przyspieszenie grawitacyjne wynosi 10 N/kg, jeżeli przekrój ryby naciskanej przez wodę nad nią wynosi 6 cm², to siła, która wypycha rybę z wody wynosi….

1. 5,1 N
2. 85 N
3. 8500 N
4. 8600 N

Pembahasan
Wiadomo, że:
Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 N/kg
Pole przekroju poprzecznego ryby (A) = 6 cm² = 6 x 10^-4 m²
Gęstość wody = 1 gram/cm³ = 1 (10^-3 kg) / 10^-6 m³ = 10³ kg / m³ = 1000 kg/m²³
Wysokość wody = 100 cm – 15 cm = 85 cm = 85 x 10^-2 metr
Zapytano: Siła wypychająca rybę z wody nad nią
Jawab:
Prawidłowa odpowiedź to A.

Kapilarność i napięcie powierzchniowe cieczy

12. Im mniejsza kropla cieczy, tym bardziej jej kształt jest zbliżony do kuli. Dla danej objętości można udowodnić, że kula ma najmniejszą powierzchnię w porównaniu z innymi kształtami. Koncepcja kropli cieczy zbliżającej się do kuli jest związana z koncepcją…

1. Gęstość
2. Adhezja i kohezja
3. Napięcie powierzchniowe
4. Menisk i naczynia włosowate

Pembahasan
Kulisty kształt kropelek cieczy jest związany z pojęciem napięcia powierzchniowego. Z matematycznego punktu widzenia napięcie powierzchniowe to siła działająca na jednostkę długości. Siłą tą jest kohezja. Kohezja to przyciąganie między podobnymi cząsteczkami, a adhezja to przyciąganie między cząsteczkami o różnych cechach.
Silniejsza siła spójności między cząsteczkami wody i słabsza siła adhezji między cząsteczkami wody a cząsteczkami powietrza lub innymi cząsteczkami powoduje, że wszystkie cząsteczki wody przyciągają się do siebie i gromadzą. Cząsteczki wody wewnątrz kropli przyciągają cząsteczki wody na zewnątrz, zbliżając się do siebie. Cząsteczki wody na zewnątrz mają słabszą siłę adhezji, więc łatwo się do siebie zbliżają. Kształt powstałej kropli wody przypomina kulę. W tym procesie powierzchnia kropli wody wydaje się napięta ze względu na siłę przyciągania między cząsteczkami wody.
Prawidłowa odpowiedź to C.

13. Zjawisko podnoszenia się poziomu wody w rurce kapilarnej występuje, ponieważ...

1. Siła przylegania między wodą a szkłem jest w stanie wyciągnąć wodę w górę
2. siła spójności między wodą a szkłem jest w stanie wyciągnąć wodę do góry
3. istnienie siły Archimedesa
4. ciśnienie hydrostatyczne na powierzchni wody w rurce kapilarnej jest bardzo małe

Pembahasan
Podnoszenie się wody w rurce kapilarnej następuje, ponieważ siła adhezji między cząsteczkami wody a cząsteczkami rurki kapilarnej jest większa niż siła spójności między cząsteczkami wody. Większa siła adhezji między cząsteczkami wody a cząsteczkami rurki kapilarnej jest zatem w stanie unieść wodę ku górze.
Rurką kapilarną może być rurka szklana, knot piecowy itp.
Prawidłowa odpowiedź to A.

Pływalność i prawo Archimedesa

14. Statek płynący po morzu wpływa do rzeki, która jest dość szeroka i głęboka. Jeśli gęstość wody morskiej wynosi 1100 kg/m³ ^, a gęstość wody słodkiej 1000 kg/m³ ^, to stosunek siły Archimedesa, jaką statek odczuwa na morzu, do siły działającej na rzece, wynosi…

1. 11: 10
2. 10: 11
3. 121: 100
4. 1: 1

Pembahasan
Wiadomo, że:
Zapytano: Porównanie siły Achimedesa, z jaką zmagają się statki na morzu i rzekach
Jawab:
Jeżeli obiekt unosi się na wodzie, wówczas siła wyporu (F_A) = grawitacja (w):
Prawo Archimedesa głosi, że siła wyporu działająca na ciało zanurzone w cieczy (wodzie) jest równa ciężarowi wypartej przez nie cieczy (wody). Objętość ciała zanurzonego w cieczy (wodzie) jest równa objętości wypartej cieczy (wody).

Porównanie objętości obiektów zanurzonych w wodzie morskiej i wodzie rzecznej:
Prawidłowa odpowiedź to B.

15. Drewniany klocek zanurzono w wodzie. Okazuje się, że 25% jego części znajduje się nad powierzchnią wody, a 75% w wodzie. Jeśli gęstość wody wynosi 1 g/cm³ ^, a przyspieszenie ziemskie 10 m/s² ^, to gęstość drewnianego klocka wynosi…

1. 0,025 kg / m³
2. 0,075 g / cm³
3. 0,250 kg / m³
4. 0,750 g / cm³

Pembahasan
Wiadomo, że:
Część bloku wystająca ponad powierzchnię wody = 25% = 25/100 = 0,25
Część klocka zanurzona w wodzie = 75% = 75/100 = 0,75
Gęstość wody = 1 g/cm³ = 1000 kg/m²³
Przyspieszenie grawitacyjne = 10 m/s²
Zapytano: Gęstość klocków drewnianych
Jawab:
Objętość klocka zanurzonego w wodzie = stosunek gęstości klocka do gęstości wody
Prawidłowa odpowiedź to D.

 

Źródło pytania:

Pytania z egzaminu państwowego z fizyki dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych i zawodowych

Pytania OSN z fizyki dla gimnazjum