Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 7977

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 воду, и через некоторое время уровень морской воды в этой части сосуда стал равен 23 см, а уровень морской воды в правой части сосуда поднялся до 33 см. Каким оказался при этом уровень воды в левой части сосуда? Примечание: в задаче спрашивается не высота столба жидкости воды, а на какой отметке, отсчитывая от дна сосуда, находится её уровень. Плотность морской воды считать равной 1030
кг
м3
, плотность воды считать равной 1000
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: 0,333

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 вода, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pводы + pморской_воды_слева. При этом pводы = ρводы×g×hводы, а pморской_воды_слева = ρморской_воды×g×hморской_воды_слева Таким образом можно составить уравнение:
ρморской_воды‎×g×hморской_воды_справа = ρводы×g×hводы + 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 = ρводы×hводы + ρморской_воды×hморской_воды_слева
Обозначим за x высоту столба жидкости воды в левой части сосуда. Переводим все величины в систему СИ и подставляем в уравнение:
1030×0,33 = 1000×x + 1030×0,23
Таким образом, единственная неизвестная величина x может быть найдена. Решим уравнение и найдём x = 0,103 м. Осталось добавить высоту морской воды слева и это будет являться ответом: 0,103 м + 0,23 м = 0,333 м


Похожие задачи: 7933, 8514, 7436, 1063, 903.

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

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

Тема: Свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.