Гидростатика Задачи

12 Задач в теме

8 Решений в теме

0 Подписчиков

О теме Новые Задачи Интересные Задачи Без Решения Интересующиеся

Задачи про покоящиеся жидкости

Активность в теме Гидростатика

Самые активные физики в теме Гидростатика

Лучшие решения в теме Гидростатика

Какой объём воды войдёт в сосуд

Создано: @nick 21 июня 2016 12:54

поставьте оценку:

1 голосов, средний бал: 5.0000

Данные задачи: воздух в сосуде принимает два состояния

Давление над водой

$p_1$

$0,5∙10^5$

Па

Давление под водой

$p_2$

Па

Глубина погружения сосуда

Плотность воды

0,98

$\frac{кг}{м^3}$

Объем воздуха над водой

$V_1$

0,004

$м^3$

Температура над водой

$T_1$

$T_1=T_2=T$

Температура под водой

$T_2$

$T_2=T_1=T$

Объем воздуха под водой

$V_2$

$м^3$

Для сосуда над водой нам известны его объем и давление воздуха в нем. Для сосуда под водой нам неизвестны ни его объем, ни давление воздуха в нем.

Давление в жидкости зависит от глубины и определяется по формуле

$ p = ρgh $

Где ρ - плотность воды

Учитывая давление атмосферы находим давление воздуха под водой

$ p_2 = p_1+ρgh=1×10^5+1×10^5=2×10^5 Па $

Применяем уравнение состояния идеального газа

$ \frac{pV}{T} = const $

Тогда

$ \frac{p_{1}V_{1}}{T_{1}} = \frac{p_{2}V_{2}}{T_{2}} $

Переписываем

$ =\frac{p_{1}V_{1}}{T} = \frac{p_{2}V_{2}}{T} $

Упрощаем

$ p_{1}V_{1}=p_{2}V_{2} $

Откуда находим

$ V_{2}=\frac{p_{1}V_{1}}{p_{2}}=\frac{0,5×10^5×0,004}{2×10^5}= 0,001 м^3=1 л $

Тогда

$ V_{1}-V_{2}=4-1=3 л $

Ответ:

$ в сосуд войдет 3 литра воды $

До погружения в воду на пластинку действует с обеих сторон одинаковые и противоположно направленные силы, вызванные атмосферным давлением, которые уравновешивают друг друга. В погруженном положении на пластинку действуют две противоположно направленные силы:

$ F_{1} - сила давления ртути $

$ F_{2} = сила давления воды $

Пластинка отпадет, когда

$ F_{1} >= F_{2} $

или

$ P_{1} >= P_{2} $

Так как

$ F = PS $

Где

$ S - площадь сечения трубки $

Но

$ P_{1} = P_{А}+ρ_{1}gh_{1} $