Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 1937

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили воду, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в правую часть сосуда залили керосин, и через некоторое время уровень воды в этой части сосуда стал равен 45 см, при этом уровень керосина в этой же части сосуда стал равен 62,9 см. Каким оказался при этом уровень воды в левой части сосуда? Плотность воды считать равной 1000
кг
м3
, плотность керосина считать равной 840
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,6
в виде формулы:0.60036

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 вода, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pслева = ρводы‎×g×hводы_слева. В правой 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_справа. При этом pкеросина = ρкеросина×g×hкеросина, а pводы_справа = ρводы×g×hводы_справа Таким образом можно составить уравнение:
ρводы‎×g×hводы_слева = ρкеросина×g×hкеросина + ρводы×g×hводы_справа
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρводы‎×hводы_слева = ρкеросина×hкеросина + ρводы×hводы_справа
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 = 62,9 см - 45 см = 17,9 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
1000×hводы_слева = 840×0,179 + 1000×0,45
Таким образом, единственная неизвестная величина hводы_слева может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: hводы_слева ≈ 0,6 м.


Решения этой задачи от наших учеников:
Не оценено.

Похожие задачи: 7931, 1703, 1856, 1868, 7952.

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 №2440:
(Не оценено) Комментарий к решению: Ученик не показал подстановленные значения, хотя они и есть в "дано". Обоснованное решение, с недостатками.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.