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