Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 7091

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили ртуть, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в правую часть сосуда залили глицерин, и через некоторое время уровень ртути в этой части сосуда стал равен 30 см, при этом уровень глицерина в этой же части сосуда стал равен 235 см. Каким оказался при этом уровень ртути в левой части сосуда? Плотность ртути считать равной 13600
кг
м3
, плотность глицерина считать равной 1260
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,49
в виде формулы:0.48992647058824

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 ртуть, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pслева = ρртути‎×g×hртути_слева. В правой же части сосуда находятся сразу две жидкости: ртуть и глицерин, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pглицерина + pртути_справа. При этом pглицерина = ρглицерина×g×hглицерина, а pртути_справа = ρртути×g×hртути_справа Таким образом можно составить уравнение:
ρртути‎×g×hртути_слева = ρглицерина×g×hглицерина + ρртути×g×hртути_справа
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρртути‎×hртути_слева = ρглицерина×hглицерина + ρртути×hртути_справа
Обратите внимание, что в этой формуле hглицерина не соответствует уровню глицерина, потому что в условии задачи указана не высота столба жидкости глицерина, а отметка, на которой он находится, то есть высота уровня от дна сосуда. Высоту столба жидкости глицерина можно подсчитать, если из уровня глицерина вычесть уровень ртути в той же части сосуда: hглицерина = 235 см - 30 см = 205 см. Переводим все значения в систему СИ и подставляем в уравнение:
13600×hртути_слева = 1260×2,05 + 13600×0,3
Таким образом, единственная неизвестная величина hртути_слева может быть найдена. Решив данное уравнение найдём ответ: hртути_слева ≈ 0,49 м.


Решения этой задачи от наших учеников:
Эталонное решение.

Похожие задачи: 1868, 1864, 1937, 1856, 7931.

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 №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.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.