Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 10178

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили молоко, и дождались, когда оно придёт в равновесие. После этого в правую часть сосуда залили подсолнечное масло, и через некоторое время уровень подсолнечного масла в этой же части сосуда стал равен 44,8 см, а уровень молока в левой части сосуда поднялся до 43 см. Каким оказался при этом уровень молока в правой части сосуда? Плотность молока считать равной 1040
кг
м3
, плотность подсолнечного масла считать равной 923
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: 0,288
в виде формулы:0.288

Для решения этой задачи используем условие равновесия жидкостей в сообщающемся сосуде: для того, чтобы жидкости уравновесились, необходимо равенство давлений в левой и правой части сосуда pслева = pсправа. Давление, создаваемое столбом жидкости можно вычислить по формуле p = ρ‎×g×h. Можно заметить, что в левой части сосуда находится только молоко, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pслева = ρмолока‎×g×hмолока_слева. В правой же части сосуда находятся сразу две жидкости: молоко и подсолнечное масло, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pподсолнечного_масла + pмолока_справа. При этом pподсолнечного_масла = ρподсолнечного_масла×g×hподсолнечного_масла, а pмолока_справа = ρмолока×g×hмолока_справа Таким образом можно составить уравнение:
ρмолока‎×g×hмолока_слева = ρподсолнечного_масла×g×hподсолнечного_масла + ρмолока×g×hмолока_справа
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρмолока‎×hмолока_слева = ρподсолнечного_масла×hподсолнечного_масла + ρмолока×hмолока_справа
Обратите внимание, что в этой формуле hподсолнечного_масла не соответствует уровню подсолнечного масла, потому что в условии задачи указана не высота столба жидкости подсолнечного масла, а отметка, на которой оно находится, то есть высота уровня от дна сосуда. Высоту столба жидкости подсолнечного масла можно подсчитать, если из уровня подсолнечного масла вычесть уровень молока в той же части сосуда. Так как уровень молока в правой части сосуда не известен, то подсчитать высоту столба жидкости подсолнечного масла сразу не получится. Для решения обозначим за x уровень молока в правой части сосуда. Теперь можно вычислить чему равна высота столба жидкости подсолнечного масла: hподсолнечного_масла = 0,448 - x (высота тут указана в системе СИ, то есть в метрах). Переводим уровень молока слева в систему СИ и вместе с значением для hподсолнечного_масла подставляем в уравнение:
1040×0,43 = 923×(0,448 - x) + 1040×x
Таким образом, единственная неизвестная величина x может быть найдена. Решим уравнение и найдём её: x= 0,288 м.


Решения этой задачи от наших учеников:
Не оценено.

Похожие задачи: 6766, 7932, 2441, 7953, 6968.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №6747:
Не оценено.
Задача №912:
(Не оценено) Комментарий к решению: В решении явно не показаны подстанавливаемые значения. Решение верное, обоснованное, с незначительными недостатками.
Задача №902:
(Решение с недочётами, ответ верный) Комментарий к решению: Ученик записал условие равновесия: pл = pп, но не раскрыл, что pл = pб + pмл, pп = pмп, кроме того, надо было записать, что давление жидкости на дно сосуда p = ρgh. Ответ верный, в решении есть недостатки.

Нашли ошибку? Сообщите нам!
Не хватает табличных данных? Посмотрите в справочнике!

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.