Problems14

Problems14
Download Document
Showing pages : 1 of 17
This preview has blurred sections. Sign up to view the full version! View Full Document
Chapter 14 Problems 1,  2 3   = straightforward, intermediate,  challenging Section 14.1 Pressure 1. Calculate the mass of a solid iron sphere  that has a diameter of 3.00 cm. 2. Find the order of magnitude of the  density of the nucleus of an atom. What does  this result suggest concerning the structure of  matter? Model a nucleus as protons and  neutrons closely packed together.  Each has  mass 1.67  ×  10 –27  kg and radius on the order of  10 –15  m. 3. A 50.0-kg woman balances on one heel  of a pair of high-heeled shoes. If the heel is  circular and has a radius of 0.500 cm, what  pressure does she exert on the floor? 4. The four tires of an automobile are  inflated to a gauge pressure of 200 kPa.  Each  tire has an area of 0.024 0 m 2  in contact with the  ground.  Determine the weight of the  automobile. 5. What is the total mass of the Earth's  atmosphere? (The radius of the Earth is  6.37  ×  10 6  m, and atmospheric pressure at the  surface is 1.013  ×  10 5  N/m 2 .) Section 14.2  Variation of Pressure with  Depth 6. (a) Calculate the absolute pressure at an  ocean depth of 1 000 m.  Assume the density of  seawater is 1 024 kg/m 3  and that the air above  exerts a pressure of 101.3 kPa.  (b) At this  depth, what force must the frame around a  circular submarine porthole having a diameter  of 30.0 cm exert to counterbalance the force  exerted by the water? 7. The spring of the pressure gauge shown  in Figure 14.2 has a force constant of 1 000  N/m, and the piston has a diameter of 2.00 cm.  As the gauge is lowered into water, what change  in depth causes the piston to move in by 0.500  cm? 8. The small piston of a hydraulic lift has a  cross-sectional area of 3.00 cm 2  and its large  piston has a cross-sectional area of  200 cm 2  (Figure 14.4). What force must be  applied to the small piston for the lift to raise a  load of 15.0 kN? (In service stations, this force  is usually exerted by compressed air.) 9. What must be the contact area between a  suction cup (completely exhausted) and a  ceiling if the cup is to support the weight of an  80.0-kg student? 10. (a) A very powerful vacuum cleaner has  a hose 2.86 cm in diameter.  With no nozzle on  the hose, what is the weight of the heaviest brick  that the cleaner can lift? (Fig. P14.10a)  (b)  What If?   A very powerful octopus uses one  sucker of diameter 2.86 cm on each of the two  shells of a clam in an attempt to pull the shells  apart (Fig. P 14.10b).  Find the greatest force the  octopus can exert in salt water 32.3 m deep. 
Background image of page 1
Image of page 2
This is the end of the preview. Sign up to access the rest of the document.