Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 1869

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили ртуть, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в левую часть сосуда залили морскую воду, и через некоторое время уровень ртути в этой части сосуда стал равен 15 см, при этом уровень морской воды в этой же части сосуда стал равен 239 см. Каким оказался при этом уровень ртути в правой части сосуда? Плотность ртути считать равной 13600
кг
м3
, плотность морской воды считать равной 1030
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,32
в виде формулы:0.31964705882353

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 ртуть, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pсправа = ρртути‎×g×hртути_справа. В левой же части сосуда находятся сразу две жидкости: ртуть и морская вода, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pморской_воды + pртути_слева. При этом pморской_воды = ρморской_воды×g×hморской_воды, а pртути_слева = ρртути×g×hртути_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρртути‎×g×hртути_справа = ρморской_воды×g×hморской_воды + ρртути×g×hртути_слева
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρртути‎×hртути_справа = ρморской_воды×hморской_воды + ρртути×hртути_слева
Обратите внимание, что в этой формуле hморской_воды не соответствует уровню морской воды, потому что в условии задачи указана не высота столба жидкости морской воды, а отметка, на которой она находится, то есть высота уровня от дна сосуда. Высоту столба жидкости морской воды можно подсчитать, если из уровня морской воды вычесть уровень ртути в той же части сосуда: hморской_воды = 239 см - 15 см = 224 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
13600×hртути_справа = 1030×2,24 + 13600×0,15
Таким образом, единственная неизвестная величина hртути_справа может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: hртути_справа ≈ 0,32 м.


Похожие задачи: 7952, 7931, 1803, 1937, 1856.

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

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.