imagesv-kakom-kolene-u-obraznoj-trubki-nahoditsja-thumb.jpg

В U-образной трубке находится столбик « Учи физику

Уровень воды над левым концом горизонтальной трубки понизится на такую же величину , как и уровень ртути в левом колене. Поэтому равны и уровни жидкости в сосудах. Задача 1. В сосуд, имеющий форму куба с ребром a, налита доверху жидкость плотностью ρ. Определите силы давления жидкости на дно и стенки сосуда.

В конце концов, новое состояние равновесия будет таким, что по разные стороны от крана в горизонтальной трубке давления будут одинаковыми. В U-образной трубке находится столбик жидкости длиной l. При кратковременном изменении давления жидкости в одном из колен уровни жидкости сместились и столбик начал колебаться.

Удобство такой коаксиальной пробирки заключается в том, что она может быть легко заключена в муфту, которая имеет меяоду охлаждающей смесью и маслом. Там трубка опускается непосредственно в охлаждающую смесь, а это может вызвать переохлаждение или различную скорость охлаждения. Жидкость оказывает давление на стенки сосуда, в котором она находится, или на любую другую поверхность, соприкасающуюся с ней. Давление – величина скалярная.

В обычных условиях она направлена так, как если бы жидкость стремилась расшириться. Давление жидкости на дно сосуда равно весу столба жидкости высотой a с площадью основания, равной единице: , где g – ускореннее свободного падения. Для простоты здесь и в других задачах, где это специально не оговорено, предполагается, что атмосферное давление отсутствует). Давление на боковую грань куба будет зависеть от расстояния до поверхности жидкости.

Выталкивающая сила

Плотность воды ρ = 103 кг/м3. Массой поршня с трубкой пренебречь. Задача 3. Длинная вертикальная труба с поршнем опущена одним концом в сосуд с водой. Вначале поршень находится у поверхности воды, затем его медленно поднимают. Площадь поперечного сечения трубы S, атмосферное давление p0. Изменением уровня воды в сосуде, массой поршня и ею трением о стенки трубы пренебречь.

Но на выделенный элемент жидкости действуют сила тяжести и силы давления со стороны окружающей жидкости

С увеличением h давление воды на поршень будет уменьшаться. При дальнейшем поднятии поршня уровень воды в трубе изменяться не будет, тан как сила атмосферного давления, действующая на столб жидкости в трубе снизу, уравновесится силой тяжести. Примером другого гидростатического устройства, широко используемого в практике, являются сообщающиеся сосуды. В общем случае для доказательства закона сообщающихся сосудов можно воспользоваться принципом отвердевания, который часто используют в гидростатике.

3. Длинная вертикальная трубка погружена одним концом в сосуд с ртутью

Закон сообщающихся сосудов справедлив только для однородной жидкости. Эта формула справедлива и в изогнутой части трубки. Представите себе, что изогнутое колено сообщается с прямым цилиндрическим сосудом, в котором тоже находится ртуть. Тогда давления на одинаковой высоте в обоих сосудах должны быть равны).

В общем случае закон Архимеда можно доказать с помощью принципа отвердевания. Если теперь представить себе, что выделенная нами часть отвердела, то равновесие оставшейся части не нарушится, и поэтому не изменятся силы давления на отвердевшую жидкость.

При доказательстве мы считали, что тело целиком погружено в жидкость. V – объем погруженной в жидкость части тела, g –ускорение свободного падения. Задача 5. На дне водоема установлена П – образная конструкция из трех одинаковых балок, соединенных между собой (рис. 6). Как зависит сила давления этой конструкции на дно от уровня воды в водоеме?

Чему будет равна при этом сила давления воды на дно сосуда

Последнее выражение обращается в нуль при и при больших h становится отрицательным. По второму закону Ньютона в этом случае векторная сумма всех сил, действующих на любой выделенный элемент жидкости, должна равняться , где m – масса выделенной жидкости, – ускорение сосуда. При (свободное падение) сила давления жидкости обращается в ноль – наступает состояние невесомости. Задача 8. На дне сосуда с жидкостью лежит тело. Может ли тело всплыть, если сосуд начнет двигаться вверх с ускорением?

296. Балку длиной 10 м и массой 900 кг поднимают горизонтально на двух параллельных тросах. В некоторый момент открывается кран в тонкой горизонтальной трубке, соединяющей колена на высоте над уровнем ртути. Как изменится уровень масла в правом колене? Давления на ртуть на уровне ho соприкосновения воды и ртути в обоих коленах должны быть одинаковы (закон сообщающихся сосудов для однородной жидкости).

Читайте также:

Еще: