Использование энергии воды и ветра
РАБОТА И МОЩНОСТЬ. ПОНЯТИЕ ЭНЕРГИИ
Механическая работа
255. Для подъема судов на более высокий уровень насосы перекачивают воду из нижней ступеньки канала в камеру шлюза (рис. 39). Одинаковую ли работу совершают насосы, когда в камере находится большой теплоход или маленькая лодка?
256. Совершает ли лошадь механическую работу, когда она увеличивает скорость движения телеги?
257. Когда космический корабль больше нагреется: при запуске или при посадке на Землю?
Мощность
258. Одинаковую ли мощность развивают двигатели вагона трамвая, когда он движется с одинаковой скоростью без пассажиров и с пассажирами?
259. Почему корабль с грузом движется медленнее, чем без груза? Мощность двигателя в обоих случаях одинакова.
260. Трактор имеет три скорости:
3,08; 4,18 и 5,95 км/ч. На какой ско-роети он будет развивать при той же мощности большую силу тяги на крюке?
Простые механизмы. Рычаг
261. Груз несут на палке, перекинутой через плечо. Как влияет положение груза (ближе или дальше от плеча) на величину силы, с которой палка действует на плечо, и на ту силу, с которой рука должна удерживать палку в равновесии?
262. Почему ручку располагают у края двери?
263. Когда палку держат в руках за концы, то ее трудно переломить. Если же середину палки положить на подставку, то переломить палку легче. Объясните, почему.
264. Железный лом весом 100 Н лежит на земле. Какое усилие надо употребить, чтобы приподнять один из его концов?
265. Имеются две чугунные плиты одинаковой массы. Длина одной плиты вдвое больше, чем длина другой. Обе плиты поднимают за край и поворотом около ребра, образующего ширину плиты, ставят вертикально. Для подъема какой плиты требуется большая сила?
266. Почему при разрезании ножницами металлической проволоки ее приходится помещать ближе к винту ножниц?
267. Канцелярские ножницы имеют очень длинные лезвия. Выгодно ли это?
268. Почему получается большой выигрыш в силе при пользовании сложными кусачками, изображенными на оис. 40?
269. Должны ли изменяться величины. сил, прилагаемых к напильнику правой и левой рукой, во время опили-вания горизонтальной площадки?
270. Невесомый рычаг АВС изогнут, как показано на рис. 41. В—точка опоры. Желательно удерживать груз Р, подвешенный в точке А, наименьшей силой. В каком направлении нужно приложить силу к концу рычага С?
271. Рычаг находится в равновесии под действием двух сил. При этом точка приложения большей силы отстоит дальше от точки опоры рычага, чем точка приложения меньшей силы. Изобразите соответствующий чертеж.
272. Укажите ось вращения, точки приложения и плечи сил у ключа (рис. 42).
273. Мальчик, сев на один конец доски, положенной на бревно, качается на ней. Чем уравновешивается сила тяжести (вес. —Ред.) мальчика?
274. Почему посредством рычажных весов нельзя убедиться в том, что сила тяжести изменяется с переходом от экватора к полюсам?
275. Взрослому и ребенку нужно перейти ручей: одному — с левого берега, другому - с правого. Имеется по доске на каждом берегу, но доски немного короче, чем расстояние между берегами. Каким образом они могут перейти с одного берега на другой?
276. Ящики сдвигают с места рычагом, как указано на рис. 43. Какой из ящиков сдвинется с места, если масса их одинакова?
277. Метровая линейка (рис. 44) находится в равновесии, хотя Q/P = 7, а АО/ОВ = 6. Почему?
278. В чашку с малым основанием (рис. 45) налили воду и осторожно опустили на ее середину деревянный шарик. Опрокинется ли чашка, если шарик осторожно передвинуть к ее краю?
279. На рычаге уравновешены две гири из одинакового материала, но одна гиря вдвое тяжелее другой. Изменится ли равновесие рычага, если гири погрузить в воду?
280. На рычаге уравновешены две гири одинакового объема, но из различных материалов, причем одна гиря вдвое легче другой. Изменится ли равновесие рычага, если гири погрузить в воду?
Равновесие весов
281.а) Почему плечи коромысла весов никогда не делают очень короткими?
б) Почему в чувствительных весах призма, на которую опирается коромысло, и подставка должны быть сделаны из веществ весьма твердых и разнородных (например, первая из стали, вторая из агата)?
282. К равноплечному рычагу на нитях подвешены две чугунные гири одинаковой массы. Изменится ли равновесие рычага, если опустить одну из них в воду, а другую в масло?
283. К равноплечному рычагу подвешены фарфоровые шарики. Если один из шариков опущен в стакан с
водой, а другой - в стакан с керосином, то рычаг находится в равновесии. Нарушится ли равновесие, если сосуды с жидкостями убрать?
284. К коромыслу весов с одной стороны подвесили латунную, а с другой - равной массы чугунную гири. Останутся ли весы в равновесии, если их опустить так, чтобы обе гири оказались в воде?
285.0НИ-наковы ли показания динамометров А и В (рис. 46)?
286. Через неподвижный блок перекинута веревка. Один конец ее прикреплен к поясу монтажника, а второй он тянет вниз с некоторой силой. Какова эта сила, если вес рабочего 700 Н? Трением в блоке и массой веревки пренебречь.
287. Как известно, неподвижный блок выигрыша в силе не дает. Однако при проверке динамометром оказывается, что сила, удерживающая груз на неподвижном блоке, немного меньше силы тяжести груза, а при равномерном подъеме больше ее. Чем это объясняется?
288. Почему у подъемных строительных кранов крюк, который переносит груз, закреплен не на конце троса, а на обойме подвижного блока?
289. Какое наименьшее количество подвижных блоков надо использовать, чтобы уменьшить действующую силу в 4 раза? Трением в блоках и их силой тяжести пренебречь. На чертеже изобразите несколько вариантов такого выигрыша в силе.
290. Будет ли система рычага и блока, изображенная на
•
рис. 47,находиться в равновесии? Рычаг считать невесомым.
291. Во сколько раз выигрывают в силе при помощи приспособления, изображенного на рис. 48, если плечо силы Р в два раза меньше?
Потенциальная энергия
292. Совершить прыжок в высоту легче «перекатом» (рис. 49), чем «прямо». Почему?
293. На одной и той же высоте находятся кусок алюминия и кусок свинца одинакового объема. Одинаковой ли потенциальной энергией обладают эти тела?
294. Автомобиль спускается с горы с выключенным двигателем. За счет какой энергии движется при этом автомобиль?
295. С помощью понтонов поднимают затонувший корабль со дна моря. За счет какой энергии происходит этот подъем?
296. За счет какой энергии поднимается аэростат?
Кинетическая энергия
297. Водителю необходимо переехать на автомобиле лужу с илистым дном. Он решил разогнать автомобиль и на большой скорости преодолеть ее. Правильно ли он поступил?
298. При штамповке инструмент пробивает отверстие в листовой стали толщиной несколько миллиметров. За счет какой энергии совершается эта работа?
299. Чтобы расколоть тяжелое полено, в него вгоняют топор, затем ударяют обухом о лежащее бревно так, чтобы раскалываемое полено было над топором. В чем преимущество этого способа колки дров?
300. Почему тяжелая автомашина должна иметь более сильные тормоза, чем более легкая?
301. Нужно ли совершать какую-либо работу для изменения скорости
движения тел в условиях невесомости, когда не существует ни трения, ни сопротивления среды?
Переход одного вида механической энергии в другой
302. Стальной шарик висит на нити. Отклоним его в сторону и отпустим. Какие превращения энергии происходят при этом?
303. Гимнаст сначала прыгает на гибкую доску-трамплин, а затем вверх. Почему в этом случае прыжок получается более высоким, чем прыжок без трамплина?
304. На Ленинградском метрополитене пути проложены так, что на первой части перегона поезда совершают небольшой спуск, а на второй части — подъем. Какое превращение механической энергии из одного вида в другой происходит на первой части перегона, на второй? Почему здесь возможна экономия электроэнергии?
305. Две корковые пробки падают с высоты 1м: одна в воздухе, другая в трубке Ньютона, из которой выкачан воздух. Одинаковы ли потенциальные энергии пробок в начале падения? Одинаковы ли их кинетические энергии в конце падения?
306. Как изменится движение пули, если на ее пути встретится доска, которую она пробивает? Сохранится ли при этом неизменной кинетическая энергия пули? Не противоречит ли закону сохранения энергии изменение кинетической энергии при пробивании пулей доски?
307. Объясните, переход каких видов механической энергии происходит в детской игрушке «воздушный пистолет-автомат», стреляющей шариками от настольного тенниса.
308. Почему иногда автомобиль не может въехать на гору, если он у начала подъема не сделал разгон (не приобрел значительной скорости)?
Использование энергии воды и ветра
309°. Изменяется ли потенциальная энергия каждой единицы объема воды в реке, когда этот объем воды перемещается на некоторое расстояние?
310°. Из верхнего сосуда в нижний жидкость переливается с помощью сифона. Вытекающая из длинного коле
на сифона жидкость обладает кинетической энергией. Откуда взята эта энергия?
311'.Сосуд разгорожен пополам и наполнен с одной стороны ртутью Л, а с другой — маслом S (рис. 50).
В перегородке сделан вырез, и в него вставлен железный цилиндр на оси О. Будут ли на части цилиндра, погруженные в масло и ртуть, действовать различные архимедовы силы, вследствие чего цилиндр начнет вращаться? Будет ли такая конструкция вечным двигателем?
312°. Какой ветер, зимний или летний, при одной и той же скорости обладает большей мощностью?
ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНМЯ
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА И РАБОТА