Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 1856

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили морскую воду, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в левую часть сосуда залили воду, и через некоторое время уровень морской воды в этой части сосуда стал равен 45 см, при этом уровень воды в этой же части сосуда стал равен 67,7 см. Каким оказался при этом уровень морской воды в правой части сосуда? Плотность морской воды считать равной 1030
кг
м3
, плотность воды считать равной 1000
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,67
в виде формулы:0.67038834951456

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 морская вода, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pсправа = ρморской_воды‎×g×hморской_воды_справа. В левой же части сосуда находятся сразу две жидкости: морская вода и вода, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pводы + pморской_воды_слева. При этом pводы = ρводы×g×hводы, а pморской_воды_слева = ρморской_воды×g×hморской_воды_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρморской_воды‎×g×hморской_воды_справа = ρводы×g×hводы + ρморской_воды×g×hморской_воды_слева
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρморской_воды‎×hморской_воды_справа = ρводы×hводы + ρморской_воды×hморской_воды_слева
Обратите внимание, что в этой формуле hводы не соответствует уровню воды, потому что в условии задачи указана не высота столба жидкости воды, а отметка, на которой она находится, то есть высота уровня от дна сосуда. Высоту столба жидкости воды можно подсчитать, если из уровня воды вычесть уровень морской воды в той же части сосуда: hводы = 67,7 см - 45 см = 22,7 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
1030×hморской_воды_справа = 1000×0,227 + 1030×0,45
Таким образом, единственная неизвестная величина hморской_воды_справа может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: hморской_воды_справа ≈ 0,67 м.


Похожие задачи: 1869, 1873, 8010, 1874, 23.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №7931:
(Решение с недочётами, ответ верный) Комментарий к решению: Ученик записал условие равновесия: pл = pп, но не раскрыл, что pп = pрп + pмв, и pл = pрл. Кроме того, надо было записать, что давление жидкости на дно сосуда p = ρgh, без которого не ясна замена pл и pпр на соответствующие ρgh. Ответ верный, в решении есть недостатки.
Задача №961:
(Не оценено) Комментарий к решению: В задаче не хватает явной обработки условия в виде "Дано:", в остальном верное обоснованное решение с правильным ответом.
Задача №1937:
Не оценено.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.