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 произойдет после того, как на поршень аккуратно положили груз массой 400 г, если трение отсутствует? Ответ вырази в и до целого числа.

Физика 10 класс Температура и давление в сообщающихся сосудах сообщающиеся сосуды плотность жидкости изменение уровня жидкости поршень груз физика давление сила масса равновесие гидростатика Новый

Для решения этой задачи, давайте рассмотрим основные шаги и физические принципы, которые нам понадобятся.

Шаг 1: Определение площадей сечений сосудов

Площадь сечения первого сосуда (S1) равна 50 см², а второго сосуда (S2) равна 4S1. Таким образом:

• S1 = 50 см² = 50 * 10^(-4) м² = 0.005 м²
• S2 = 4S1 = 4 * 50 см² = 200 см² = 200 * 10^(-4) м² = 0.02 м²

Шаг 2: Определение силы, действующей на поршень

Когда мы кладем груз массой 400 г на поршень, эта масса создает силу, действующую на поршень. Сила (F) равна весу груза:

• F = m * g
• где m = 0.4 кг (400 г) и g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения).

Таким образом:

• F = 0.4 кг * 9.81 м/с² = 3.924 Н.

Шаг 3: Определение давления, создаваемого на поршне

Давление (P) на поршне можно найти, используя формулу:

• P = F / S2.

Теперь подставим значения:

• P = 3.924 Н / 0.02 м² = 196.2 Па.

Шаг 4: Определение изменения высоты уровня жидкости (Дh)

Изменение высоты уровня жидкости в сосудах можно найти, используя уравнение:

• Дh = P / рg,

где р = 1000 кг/м³ - плотность жидкости, g = 9.81 м/с² - ускорение свободного падения.

Подставим известные значения:

• Дh = 196.2 Па / (1000 кг/м³ * 9.81 м/с²).

Теперь посчитаем:

• Дh = 196.2 / 9810 ≈ 0.02 м = 2 см.

Ответ: После того, как на поршень аккуратно положили груз массой 400 г, разность уровней жидкости в сосудах изменится на приблизительно 2 см.