Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 7933

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили ртуть, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в правую часть сосуда залили воду, и через некоторое время уровень ртути в этой части сосуда стал равен 37 см, а уровень ртути в левой части сосуда поднялся до 66 см. Каким оказался при этом уровень воды в правой части сосуда? Примечание: в задаче спрашивается не высота столба жидкости воды, а на какой отметке, отсчитывая от дна сосуда, находится её уровень. Плотность ртути считать равной 13600
кг
м3
, плотность воды считать равной 1000
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈4,31

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 вода, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pводы + pртути_справа. При этом pводы = ρводы×g×hводы, а pртути_справа = ρртути×g×hртути_справа Таким образом можно составить уравнение:
ρртути‎×g×hртути_слева = ρводы×g×hводы + ρртути×g×hртути_справа
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρртути‎×hртути_слева = ρводы×hводы + ρртути×hртути_справа
Обозначим за x высоту столба жидкости воды в правой части сосуда. Переводим все величины в систему СИ и подставляем в уравнение:
13600×0,66 = 1000×x + 13600×0,37
Таким образом, единственная неизвестная величина x может быть найдена. Решим уравнение и найдём x ≈ 3,94 м. Осталось добавить высоту ртути справа и это будет являться ответом: 3,94 м + 0,37 м ≈ 4,31 м


Похожие задачи: 903, 911, 8476, 24, 8514.

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

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.