Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 7954

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили ртуть, и дождались, когда она придёт в равновесие. После этого в левую часть сосуда залили молоко, и через некоторое время уровень ртути в этой части сосуда стал равен 40 см, а уровень ртути в правой части сосуда поднялся до 69 см. Каким оказался при этом уровень молока в левой части сосуда? Примечание: в задаче спрашивается не высота столба жидкости молока, а на какой отметке, отсчитывая от дна сосуда, находится его уровень. Плотность ртути считать равной 13600
кг
м3
, плотность молока считать равной 1040
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈4,19
в виде формулы:4.1923076923077

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 молоко, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pмолока + pртути_слева. При этом pмолока = ρмолока×g×hмолока, а pртути_слева = ρртути×g×hртути_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρртути‎×g×hртути_справа = ρмолока×g×hмолока + ρртути×g×hртути_слева
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρртути‎×hртути_справа = ρмолока×hмолока + ρртути×hртути_слева
Обозначим за x высоту столба жидкости молока в левой части сосуда. Переводим все величины в систему СИ и подставляем в уравнение:
13600×0,69 = 1040×x + 13600×0,4
Таким образом, единственная неизвестная величина x может быть найдена. Решим уравнение и найдём x ≈ 3,79 м. Осталось добавить высоту ртути слева и это будет являться ответом: 3,79 м + 0,4 м ≈ 4,19 м


Похожие задачи: 7977, 7933, 903, 911, 24.

Решения похожих задач от наших учеников:
Задача №903:
Не оценено.
Задача №24:
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.