Test 25 11 2011 PEYSTA

Φαρδύ - στενό 1)Συγκρίνετε τις πιέσεις σε δύο σημεία του πυθμένα των διπλανών δοχείων Α (στενό) και Β (φαρδύ) που περιέχουν νερό μέχρι το ίδιο ύψος Εφόσον έχουμε ίδιο βάθος η πίεση είναι ίδια, ανεξάρτητη από το σχήμα του δοχείου

Άνωση Τα σώματα α και β έχουν ίδιο σχήμα και όγκο και πλέουν σε νερό. i) Συγκρίνετε τις ανώσεις που δέχονται τα σώματα α και β, καθώς και τα βάρη των σωμάτων στο παρακάτω σχήμα. Αν τα σώματα α και β είναι έχουν ίσο όγκο και πλέουν σε νερό: Τότε εφόσον το Β εξέχει πιο πολύ ο όγκος του που είναι βυθισμένος στο νερό είναι μικρότερος, άρα είναι μικρότερο και το βάρος του εκτοπιζόμενου υγρού δηλαδή θα είναι μικρότερο και το βάρος του. Η Άνωση είναι ανάλογη με τον βυθισμένο όγκο Α=VβυθισμένοςΧρυγρόXg άρα για να ισορροπεί Άνωση = Βάρος Vβυθισμένος α Χρνερό α > Vβυθισμένος β Χ ρνερό β Άρα και το βάρος του Α > βάρος του Β

Άνωση Αν τα σώματα α και β είναι απολύτως όμοια και πλέουν σε νερό το β και σε οινόπνευμα το α (πυκνότητα νερού =1, πυκνότητα οινοπνεύματος 0,79) συγκρίνετε τις ανώσεις που δέχονταιτα σώματα α και β , καθώς και τα βάρη των σωμάτων στο παρακάτω σχήμα. Αν είναι απολύτως όμοια έχουν και ίσο βάρος. Εφόσον επιπλέουν έχουν Α =Βάρος άρα οι Αστο νερό=Αστο οινόπνευμσ Α=VβυθισμένοςΧρυγρόXg άρα Vβυθισμένος α Χρυγρό α = Vβυθισμένος β Χ ρυγρό β Γι’ αυτό και στο οινόπνευμα επειδή ρυγρό α < ρυγρό β Vβυθισμένος α> Vβυθισμένος β

Άνωση Αν τα σώματα α και β είναι απολύτως όμοια και πλέουν σε νερό το β και σε αλατόνερο το α (πυκνότητα νερού =1, πυκνότητα αλατόνερου 1,15) συγκρίνετε τις ανώσεις που δέχονταιτα σώματα α και β , καθώς και τα βάρη των σωμάτων στο παρακάτω σχήμα. Αν είναι απολύτως όμοια έχουν και ίσο βάρος. Εφόσον επιπλέουν έχουν Α =Βάρος άρα Αστο νερό =Αστο αλατόνερο Α=VβυθισμένοςΧρυγρόXg άρα Vβυθισμένος α Χρυγρό α = Vβυθισμένος β Χ ρυγρό β Γι’ αυτό και στο αλατόνερο επειδή ρυγρό α < ρυγρό β Vβυθισμένος α> Vβυθισμένος β

Πίεση και βάθος Συγκρίνετε τις πιέσεις που επικρατούν σε ένα σημείο της πλάτης των δύο δυτών Α και Β του παρακάτω σχήματος, που βρίσκονταιστο ίδιο βάθος. Αιτιολογείστε την απάντησή σας. Αφού βρίσκονται στο ίδιο βάθος θα υπάρχει η ίδια πίεση και για τους δύο δύτες.

Ένας σωλήνας σχήματος U είναι γεμάτος με νερό και είναι κλειστός στο ένα άκρο. Ο σωλήνας έχει ύψος περίπου ένα μέτρο. Όταν αφαιρεθεί νερό από το ανοικτό άκρο, η στάθμη του νερού στο κλειστό άκρο δε μεταβάλλεται. α. Πόση είναι η πίεση στο σημείο Ζ πριν να αφαιρεθεί νερό; Το Ζ είναι στο ύψος της ατμόσφαιρας, η πίεση θα είναι ίση με την ατμοσφαιρική Με βάση την απάντηση σου, ασκείται κάποια δύναμη από το πώμα στην πάνω επιφάνεια του νερού; Η δύναμη από την πιεστική δύναμη του νερού είναι ίση με την πιεστική δύναμη της ατμόσφαιρας οπότε η συνολική δύναμη είναι μηδέν β. Κατεβαίνει η στάθμη του νερού στο αριστερό σκέλος μέχρις ότου να φθάσει στο σημείο Α, Η πίεση στο σημείο Α αυξάνει, ελαττώνεται ή παραμένει η ίδια; Πριν να αφαιρεθεί το νερό πίεση στο Α = Πίεση ατμόσφαιρας + στήλη ύψους ΕΖ Τώρα στο σημείο Α έχει μικρότερη πίεση = με ατμοσφαιρική πίεση

Με βάση την απάντηση σου , η πίεση στο σημείο Δ αυξάνει, ελαττώνεται, ή παραμένει η ίδια; Εξήγησε. Αν η πίεση μεταβάλλεται, πως η μεταβολή στην πίεση στο σημείο Α συγκρίνεται με την μεταβολή της πίεσης στο σημείο Δ; Στο Δ η μεταβολή της πίεσης θα είναι η ίδια ίση με την πίεση που οφείλεται στην ελάττωση του ύψους Οι πιέσεις στα σημεία Ε και Ζ αυξάνουν, ελαττώνονται, ή παραμένουν οι ίδιες; Πώς η μεταβολές στην πίεση σ’ αυτά τα σημεία συγκρίνονται με τη μεταβολή της πίεσης στο σημείο Α; Η μεταβολή της πίεσης σε κάθε σημείο του υγρού θα είναι η ίδια με τη μεταβολή της πίεσης στο Α: αυτός είναι ο νόμος του Pascal, άρα και στο Ε η πίεση θα είναι ίση με την πίεση στο Α ενώ στο Ζ θα είναι μικρότερη Η δύναμη που ασκείται στο πώμα στην πάνω επιφάνεια του νερού αυξάνει, ελαττώνεται ή παραμένει η ίδια; Εξήγησε. Τώρα στο πώμα ασκείται συνολική δύναμη προς τα κάτω γιατί από πάνω ασκείται η δύναμη που οφείλεται στην ατμοσφαιρική πίεση και από κάτω υπάρχει μικρότερη πίεση οπότε μικρότερη δύναμη, δηλ. θα υπάρχει συνολική δύναμη προς τα κάτω

γ. Υπόθεσε ότι το σημείο Ζ είναι0. 5 m πάνω από το σημείο Ε γ. Υπόθεσε ότι το σημείο Ζ είναι0.5 m πάνω από το σημείο Ε. Προσδιόρισε τη πίεση στο σημείο Ζ. (Υπόδειξη: πόση είναι η πίεση στο σημείο Ε;) Η πυκνότητα του νερού είναι ρ=1000Kg/m3, g=10m/s², και η ατμοσφαιρική πίεση είναι P0=1.01 x 105 N/m². Στο Ζ η πίεση θα είναι P0 –ρ·g·h = 1.01x105 -1000 Kg/m3·10m/s²·0.5m=1.01x105-0.5x105 = 0.51x105 δ. Υπόθεση αντίθετα ότι ο σωλήνας είναι κατά πολύ ψηλότερος από 1.0 m. Υπολόγισε την απόσταση πάνω από το σημείο Ε σο οποίο η πίεση του νερού θα γίνει μηδέν (δηλ. να βρεις το ύψος του νερού πάνω από το σημείο Ε.)   ε. Χρησιμοποίησε τις πιο πάνω απαντήσεις σου και τον ορισμό της πίεσης για να εξηγήσεις γιατί η στάθμη του νερού στα δεξιά παραμένει στο σημείο Ζ σε ένα σωλήνα U που είναι 1.0 m ψηλός. Είδαμε ότι για να γίνει η πίεση αρνητική πρέπει να ξεπεράσουμε το ύψος των 10.1 m, άρα και για ύψος 1 m έχουμε αρκετά περιθώρια.

Ένα γυάλινο δοχείο σε σχήμα W είναι κατά ένα μέρος γεμάτο με νερό όπως δείχνεται. Το σημείο X είναι στο ίδιο επίπεδο με τη στάθμη του νερού στο κέντρο του σωλήνα. Για κάθε ένα από τα ακόλουθα σημεία να πεις αν η πίεση είναι μεγαλύτερη από, μικρότερο από, ή ίση με την ατμοσφαιρική πίεση. Εξήγησε τη λογική σου. Σημείο Ω Η πίεση είναι μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική κατά ρ·g·h1 Σημείο Χ Η πίεση είναι ίση με την ατμοσφαιρική Σημείο Υ Η πίεση είναι ίση με την ατμοσφαιρική Σημείο Ζ Η πίεση είναι μικρότερη από την ατμοσφαιρική κατά ρ·g·h2 h2 h1

Ένας σωλήνας U είναι κατά ένα μέρος γεμάτος με νερό Τα σημεία Α και Δ βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο· τα σημεία Β και Γ βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο. α. Είναι η πίεση στο Β μεγαλύτερη από, μικρότερη από, ή ίση με την πίεση στο σημείο Γ; Εξήγησε Αφού το Β είναι στο ίδιο επίπεδο με το Γ και βρίσκονται στο ίδιο υγρό θα έχουν την ίδια πίεση

β. Η πίεση στην πάνω επιφάνεια του λαδιού θα είναι μεγαλύτερη από, μικρότερη από, ή ίση με την πίεση στο σημείο Δ; (Υπόδειξη: Πόση είναι η πίεση στο σημείο Δ; Στο Δ η πίεση είναι ίση με την ατμοσφαιρική Στην επιφάνεια του λαδιού έχουμε ατμοσφαιρική πίεση γ. Με βάση τις απαντήσεις σου στα μέρη α και β, η πάνω επιφάνεια του λαδιού θα είναι πάνω, κάτω ή κάτω από την πάνω επιφάνεια του νερού; Εξήγησε πως η απάντηση σου είναι συνεπής με τη σχέση P = P0 +ρ·g· h. Αφού τα Β και Γ έχουν ίδια πίεση PB=P0+ρλάδι·g·hλάδι=ΡΓ= P0+ρνερό·g·hΓΔ άρα ρλάδι·hλάδι=ρνερό·hΓΔι άρα hλάδι=ρνερό·hΓΔ / ρλάδι>hΓΔ

Βυθισμένο σώμα Ο όγκος του βυθισμένου σώματος ισούται με τον όγκο του εκτοπιζομένου υγρού Για να βυθίζεται το σώμα θα πρέπει να έχει μεγαλύτερο βάρος από την άνωση, δηλαδή το βάρος του σώματος είναι μεγαλύτερο από το βάρος του εκτοπιζομένου υγρού

Σώμα που επιπλέει Και στις δύο εικόνες ο όγκος του τμήματος του σώματος που είναι μέσα στο νερό ισούται με τον όγκο του εκτοπιζομένου υγρού Για να ΕΠΙΠΛΕΕΙ το σώμα θα πρέπει να έχει βάρος ίσο με την άνωση, δηλαδή το βάρος του σώματος είναι ΙΣΟ από το βάρος του εκτοπιζομένου υγρού Καθώς στη δεξιά εικόνα το βάρος του σώματος αυξήθηκε, άρα για να επιπλέει θα πρέπει να αυξηθεί το βάρος του εκτοπιζομένου υγρού δηλ. θα πρέπει να βυθιστεί περισσότερο.