Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 6746

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили морскую воду, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в левую часть сосуда залили керосин, и через некоторое время уровень морской воды в этой части сосуда стал равен 43 см, при этом уровень керосина в этой же части сосуда стал равен 88,4 см. Каким оказался при этом уровень морской воды в правой части сосуда? Плотность морской воды считать равной 1030
кг
м3
, плотность керосина считать равной 840
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,8
в виде формулы:0.80025242718447

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 морская вода, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pсправа = ρморской_воды‎×g×hморской_воды_справа. В левой же части сосуда находятся сразу две жидкости: морская вода и керосин, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pкеросина + pморской_воды_слева. При этом pкеросина = ρкеросина×g×hкеросина, а pморской_воды_слева = ρморской_воды×g×hморской_воды_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρморской_воды‎×g×hморской_воды_справа = ρкеросина×g×hкеросина + ρморской_воды×g×hморской_воды_слева
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρморской_воды‎×hморской_воды_справа = ρкеросина×hкеросина + ρморской_воды×hморской_воды_слева
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 морской воды в той же части сосуда: hкеросина = 88,4 см - 43 см = 45,4 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
1030×hморской_воды_справа = 840×0,454 + 1030×0,43
Таким образом, единственная неизвестная величина hморской_воды_справа может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: hморской_воды_справа ≈ 0,8 м.


Похожие задачи: 7091, 7931, 1803, 9839, 10606.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №7091:
Эталонное решение.
Задача №2440:
(Не оценено) Комментарий к решению: Ученик не показал подстановленные значения, хотя они и есть в "дано". Обоснованное решение, с недостатками.
Задача №1937:
Не оценено.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.