Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 24

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили спирт, и дождались, когда он придёт в равновесие. После этого в левую часть сосуда залили бензин, и через некоторое время уровень спирта в этой части сосуда стал равен 18 см, а уровень спирта в правой части сосуда поднялся до 76 см. Каким оказался при этом уровень бензина в левой части сосуда? Примечание: в задаче спрашивается не высота столба жидкости бензина, а на какой отметке, отсчитывая от дна сосуда, находится его уровень. Плотность спирта считать равной 790
кг
м3
, плотность бензина считать равной 730
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,808
в виде формулы:0.80767123287671

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 спирт, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pсправа = ρспирта‎×g×hспирта_справа. В левой же части сосуда находятся сразу две жидкости: спирт и бензин, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pбензина + pспирта_слева. При этом pбензина = ρбензина×g×hбензина, а pспирта_слева = ρспирта×g×hспирта_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρспирта‎×g×hспирта_справа = ρбензина×g×hбензина + ρспирта×g×hспирта_слева
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρспирта‎×hспирта_справа = ρбензина×hбензина + ρспирта×hспирта_слева
Обозначим за x высоту столба жидкости бензина в левой части сосуда. Переводим все величины в систему СИ и подставляем в уравнение:
790×0,76 = 730×x + 790×0,18
Таким образом, единственная неизвестная величина x может быть найдена. Решим уравнение и найдём x ≈ 0,628 м. Осталось добавить высоту спирта слева и это будет являться ответом: 0,628 м + 0,18 м ≈ 0,808 м


Решения этой задачи от наших учеников:
Не оценено.

Похожие задачи: 7933, 7977, 903, 1063, 7954.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №1063:
(Не оценено) Комментарий к решению: В задаче не указано "дано", не ясно что такое p1, p2 (можно предположить, что это, соответсвенно, давление воды в правой и только воды в левой частях сосуда): их надо было указать на рисунке, чтобы было ясно, что именно считается.
Задача №2442:
Не оценено.
Задача №8514:
Не оценено.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.