Похожие вопросы
2024-12-01 21:46:27
В сообщающихся сосудах с площадями сечений S 50 см2 и 4S находится жидкость с плотностью р = 1000 кг/м2. В сосуд большего сечения вставлен массивный поршень. Какое изменение разности уровней жидкости в сосудах Дh произойдёт после того, как на поршень аккуратно положили груз массой 400 г, если трение отсутствует? Ответ выразите в и до целого числа.
Физика 10 класс тика: Гидростатика сообщающиеся сосуды плотность жидкости изменение уровня жидкости поршень груз физика механика жидкостей давление законы гидростатики
2024-12-01 21:46:44
Для решения задачи о сообщающихся сосудах с поршнем, нам необходимо учитывать, как изменение давления, вызванное добавлением груза, повлияет на уровень жидкости в сосудах.
Шаг 1: Определение данных задачи
- Площадь сечения первого сосуда (S1) = 50 см2 = 50 * 10-4 м2 = 0.005 м2
- Площадь сечения второго сосуда (S2) = 4S1 = 4 * 50 см2 = 200 см2 = 200 * 10-4 м2 = 0.02 м2
- Плотность жидкости (ρ) = 1000 кг/м3
- Масса груза (m) = 400 г = 0.4 кг
Шаг 2: Расчёт силы, действующей на поршень
Сила, действующая на поршень от груза, определяется по формуле:
F = m * g
где g = 9.81 м/с2 - ускорение свободного падения.
Подставим значения:
F = 0.4 кг * 9.81 м/с2 = 3.924 Н.
Шаг 3: Определение давления, создаваемого грузом
Давление (P) на поршень можно вычислить по формуле:
P = F / S1.
Подставим значения:
P = 3.924 Н / 0.005 м2 = 784.8 Па.
Шаг 4: Определение изменения высоты жидкости (Δh)
Изменение высоты жидкости в сосудах связано с изменением давления и площадью сечения второго сосуда (S2). Давление передается в виде столба жидкости, и его можно выразить через высоту:
P = ρ * g * Δh.
Отсюда Δh можно выразить как:
Δh = P / (ρ * g).
Подставим значения:
Δh = 784.8 Па / (1000 кг/м3 * 9.81 м/с2) = 0.0800 м.
Шаг 5: Перевод в сантиметры и округление
Теперь переведем результат в сантиметры:
Δh = 0.0800 м * 100 см/м = 8 см.
Ответ: Изменение разности уровней жидкости в сосудах Δh составит 8 см.
