Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 2440

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили молоко, и дождались, когда оно придёт в равновесие. После этого в правую часть сосуда залили подсолнечное масло, и через некоторое время уровень молока в этой части сосуда стал равен 40 см, при этом уровень подсолнечного масла в этой же части сосуда стал равен 78,3 см. Каким оказался при этом уровень молока в левой части сосуда? Плотность молока считать равной 1040
кг
м3
, плотность подсолнечного масла считать равной 923
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,74
в виде формулы:0.7399125

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 молоко, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pслева = ρмолока‎×g×hмолока_слева. В правой же части сосуда находятся сразу две жидкости: молоко и подсолнечное масло, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pподсолнечного_масла + pмолока_справа. При этом pподсолнечного_масла = ρподсолнечного_масла×g×hподсолнечного_масла, а pмолока_справа = ρмолока×g×hмолока_справа Таким образом можно составить уравнение:
ρмолока‎×g×hмолока_слева = ρподсолнечного_масла×g×hподсолнечного_масла + ρмолока×g×hмолока_справа
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρмолока‎×hмолока_слева = ρподсолнечного_масла×hподсолнечного_масла + ρмолока×hмолока_справа
Обратите внимание, что в этой формуле hподсолнечного_масла не соответствует уровню подсолнечного масла, потому что в условии задачи указана не высота столба жидкости подсолнечного масла, а отметка, на которой оно находится, то есть высота уровня от дна сосуда. Высоту столба жидкости подсолнечного масла можно подсчитать, если из уровня подсолнечного масла вычесть уровень молока в той же части сосуда: hподсолнечного_масла = 78,3 см - 40 см = 38,3 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
1040×hмолока_слева = 923×0,383 + 1040×0,4
Таким образом, единственная неизвестная величина hмолока_слева может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: hмолока_слева ≈ 0,74 м.


Решения этой задачи от наших учеников:
(Не оценено) Комментарий к решению: Ученик не показал подстановленные значения, хотя они и есть в "дано". Обоснованное решение, с недостатками.

Похожие задачи: 961, 7952, 9839, 1869, 1864.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №1868:
Не оценено.
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.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.