Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 1868

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили молоко, и дождались, когда оно придёт в равновесие. После этого в левую часть сосуда залили бензин, и через некоторое время уровень молока в этой части сосуда стал равен 35 см, при этом уровень бензина в этой же части сосуда стал равен 82 см. Каким оказался при этом уровень молока в правой части сосуда? Плотность молока считать равной 1040
кг
м3
, плотность бензина считать равной 730
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,68
в виде формулы:0.67990384615385

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 молоко, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pсправа = ρмолока‎×g×hмолока_справа. В левой же части сосуда находятся сразу две жидкости: молоко и бензин, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pбензина + pмолока_слева. При этом pбензина = ρбензина×g×hбензина, а pмолока_слева = ρмолока×g×hмолока_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρмолока‎×g×hмолока_справа = ρбензина×g×hбензина + ρмолока×g×hмолока_слева
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρмолока‎×hмолока_справа = ρбензина×hбензина + ρмолока×hмолока_слева
Обратите внимание, что в этой формуле hбензина не соответствует уровню бензина, потому что в условии задачи указана не высота столба жидкости бензина, а отметка, на которой он находится, то есть высота уровня от дна сосуда. Высоту столба жидкости бензина можно подсчитать, если из уровня бензина вычесть уровень молока в той же части сосуда: hбензина = 82 см - 35 см = 47 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
1040×hмолока_справа = 730×0,47 + 1040×0,35
Таким образом, единственная неизвестная величина hмолока_справа может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: hмолока_справа ≈ 0,68 м.


Решения этой задачи от наших учеников:
Не оценено.

Похожие задачи: 7952, 9839, 1937, 2440, 6967.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №1937:
Не оценено.
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.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.