Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 10606

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили воду, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в левую часть сосуда залили керосин, и через некоторое время уровень воды в этой части сосуда стал равен 29 см, при этом уровень керосина в этой же части сосуда стал равен 75,4 см. Каким оказался при этом уровень воды в правой части сосуда? Плотность воды считать равной 1000
кг
м3
, плотность керосина считать равной 840
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,68

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 правой части сосуда находится только вода, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pсправа = ρводы‎×g×hводы_справа. В левой же части сосуда находятся сразу две жидкости: вода и керосин, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pкеросина + pводы_слева. При этом pкеросина = ρкеросина×g×hкеросина, а pводы_слева = ρводы×g×hводы_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρводы‎×g×hводы_справа = ρкеросина×g×hкеросина + ρводы×g×hводы_слева
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρводы‎×hводы_справа = ρкеросина×hкеросина + ρводы×hводы_слева
Обратите внимание, что в этой формуле hкеросина не соответствует уровню керосина, потому что в условии задачи указана не высота столба жидкости керосина, а отметка, на которой он находится, то есть высота уровня от дна сосуда. Высоту столба жидкости керосина можно подсчитать, если из уровня керосина вычесть уровень воды в той же части сосуда: hкеросина = 75,4 см - 29 см = 46,4 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
1000×hводы_справа = 840×0,464 + 1000×0,29
Таким образом, единственная неизвестная величина hводы_справа может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: hводы_справа ≈ 0,68 м.


Похожие задачи: 8010, 1856, 9839, 7931, 1937.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №1868:
Не оценено.
Задача №2440:
(Не оценено) Комментарий к решению: Ученик не показал подстановленные значения, хотя они и есть в "дано". Обоснованное решение, с недостатками.
Задача №7091:
Эталонное решение.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.