Задачи для самостоятельной подготовки "УчУ"




Задача № 901

В левую и правую часть пустого сообщающегося сосуда залили молоко, и дождались, когда оно придёт в равновесие. После этого в правую часть сосуда залили спирт, и через некоторое время уровень молока в этой части сосуда стал равен 50 см, а уровень молока в левой части сосуда поднялся до 73 см. Каким оказался при этом уровень спирта в правой части сосуда? Примечание: в задаче спрашивается не высота столба жидкости спирта, а на какой отметке, отсчитывая от дна сосуда, находится его уровень. Плотность молока считать равной 1040
кг
м3
, плотность спирта считать равной 790
кг
м3
.


Решение и ответ:
Ответ: ≈0,803
в виде формулы:0.80278481012658

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 молоко, поэтому давление этой части сосуда можно легко вычислить как pслева = ρмолока‎×g×hмолока_слева. В правой же части сосуда находятся сразу две жидкости: молоко и спирт, поэтому давление pсправа, которое они оказывают на дно сосуда, будет складываться из давлений каждой из них: pсправа = pспирта + pмолока_справа. При этом pспирта = ρспирта×g×hспирта, а pмолока_справа = ρмолока×g×hмолока_справа Таким образом можно составить уравнение:
ρмолока‎×g×hмолока_слева = ρспирта×g×hспирта + ρмолока×g×hмолока_справа
Полученное уравнение можно сократить на g, не равное нулю, после чего оно станет таким:
ρмолока‎×hмолока_слева = ρспирта×hспирта + ρмолока×hмолока_справа
Обозначим за x высоту столба жидкости спирта в правой части сосуда. Переводим все величины в систему СИ и подставляем в уравнение:
1040×0,73 = 790×x + 1040×0,5
Таким образом, единственная неизвестная величина x может быть найдена. Решим уравнение и найдём x ≈ 0,303 м. Осталось добавить высоту молока справа и это будет являться ответом: 0,303 м + 0,5 м ≈ 0,803 м


Похожие задачи: 7977, 8514, 2442, 911, 7954.

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.