2024-12-13 04:16:53
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
2024-12-13 04:17:03
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.
