Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 7436

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили ртуть, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в левую часть сосуда залили морскую воду, и через некоторое время уровень ртути в этой части сосуда стал равен 53 см, а уровень ртути в правой части сосуда поднялся до 76 см. Каким оказался при этом уровень морской воды в левой части сосуда? Примечание: в задаче спрашивается не высота столба жидкости морской воды, а на какой отметке, отсчитывая от дна сосуда, находится её уровень. Плотность ртути считать равной 13600
кг
м3
, плотность морской воды считать равной 1030
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈3,57
в виде формулы:3.5668932038835

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 ртуть, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pсправа = ρртути‎×g×hртути_справа. В левой же части сосуда находятся сразу две жидкости: ртуть и морская вода, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pморской_воды + pртути_слева. При этом pморской_воды = ρморской_воды×g×hморской_воды, а pртути_слева = ρртути×g×hртути_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρртути‎×g×hртути_справа = ρморской_воды×g×hморской_воды + ρртути×g×hртути_слева
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρртути‎×hртути_справа = ρморской_воды×hморской_воды + ρртути×hртути_слева
Обозначим за x высоту столба жидкости морской воды в левой части сосуда. Переводим все величины в систему СИ и подставляем в уравнение:
13600×0,76 = 1030×x + 13600×0,53
Таким образом, единственная неизвестная величина x может быть найдена. Решим уравнение и найдём x ≈ 3,04 м. Осталось добавить высоту ртути слева и это будет являться ответом: 3,04 м + 0,53 м ≈ 3,57 м


Похожие задачи: 911, 8476, 2442, 1063, 903.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №2442:
Не оценено.
Задача №24:
Не оценено.
Задача №8514:
Не оценено.

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.