Какой высоты нужно налить в стеклянную трубку ртуть или керосин, чтобы плостинка, закрывающая один конец трубки, отпала, если трубка опущена вертикально в воду на глубину 0,68 м?

Физика 8 класс Гидростатика высота ртутного столба высота керосинового столба стеклянная трубка физика 8 класс давление в жидкости закон Паскаля глубина в воде плотность ртути плотность керосина сила давления гидростатическое давление физические свойства жидкостей Новый

Для решения данной задачи необходимо учитывать принцип действия манометра и закон Паскаля. Рассмотрим, как давление в жидкости изменяется с глубиной, а также как оно соотносится с высотой столба жидкости в трубке.

Когда трубка опущена в воду, на глубине 0,68 м давление воды будет равно:

• P1 = ρw * g * h,

где:

• ρw - плотность воды (примерно 1000 кг/м³),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²),
• h - глубина (0,68 м).

Теперь вычислим давление на глубине 0,68 м:

• P1 = 1000 * 9,81 * 0,68 ≈ 6680,8 Па.

Теперь, чтобы плостинка отпала, давление в трубке, создаваемое столбом ртути или керосина, должно быть равно давлению, создаваемому водой на этой глубине.

Для ртути (плотность ртути примерно 13600 кг/м³) высота столба ртути (hHg) будет вычисляться по формуле:

• P1 = ρHg * g * hHg.

Подставляем значения:

• 6680,8 = 13600 * 9,81 * hHg.

Теперь решим уравнение относительно hHg:

• hHg = 6680,8 / (13600 * 9,81) ≈ 0,049 м или 4,9 см.

Теперь рассмотрим случай с керосином (плотность керосина примерно 800 кг/м³). Высота столба керосина (hKer) также можно вычислить по аналогичной формуле:

• P1 = ρKer * g * hKer.

Подставляем значения:

• 6680,8 = 800 * 9,81 * hKer.

Решаем уравнение относительно hKer:

• hKer = 6680,8 / (800 * 9,81) ≈ 0,854 м или 85,4 см.

Таким образом, для того чтобы плостинка, закрывающая один конец трубки, отпала при опускании трубки в воду на глубину 0,68 м, необходимо налить:

• около 4,9 см ртути,
• или около 85,4 см керосина.