· Ілля Добрий · Задачі з фізики · 1 хв. читати

У циліндричну посудину налили рівну

Умова задачі: У циліндричну посудину налили рівну за масою кількість води і ртуті. Загальна висота стовпа рідини в посудині — 140 см. Визнач тиск на дно посудини.

Дано:
hзаг=140 см=1.4 мh_{\text{заг}} = 140 \, \text{см} = 1.4 \, \text{м}
ρвода=1000 кг/м3\rho_{\text{вода}} = 1000 \, \text{кг/м}^3
ρртуть=13600 кг/м3\rho_{\text{ртуть}} = 13600 \, \text{кг/м}^3
g=9.8 м/с2g = 9.8 \, \text{м/с}^2
p−?p - ?
Розв’язання:
Оскільки маси води і ртуті рівні,
то їх об’єми будуть обернено пропорційні густинам:

Визначимо висоти стовпів води та ртуті

VводаVртуть=ρртутьρвода\dfrac{V_{\text{вода}}}{V_{\text{ртуть}}} = \dfrac{\rho_{\text{ртуть}}}{\rho_{\text{вода}}}

Об’єм рідини у стовпі пропорційний висотам:

hводаhртуть=ρртутьρвода\dfrac{h_{\text{вода}}}{h_{\text{ртуть}}} = \dfrac{\rho_{\text{ртуть}}}{\rho_{\text{вода}}}
1000⋅hвода=13600⋅hртуть1000 \cdot h_{вода} = 13600 \cdot h_{ртуть}
hвода+hртуть=1.4⇒hвода=13.6⋅hртутьh_{вода} + h_{ртуть} = 1.4 \Rightarrow h_{вода} = 13.6 \cdot h_{ртуть}
13.6⋅hртуть+hртуть=1.413.6 \cdot h_{ртуть} + h_{ртуть} = 1.4
14.6⋅hртуть=1.414.6 \cdot h_{ртуть} = 1.4
hртуть=1.414.6≈0.096 мh_{ртуть} = \dfrac{1.4}{14.6} \approx 0.096 \, \text{м}
hвода=1.4−0.096=1.304 мh_{вода} = 1.4 - 0.096 = 1.304 \, \text{м}

Тиск від води:

pвода=ρвода⋅g⋅hвода=1000⋅9.8⋅1.304≈12779 Паp_{вода} = \rho_{вода} \cdot g \cdot h_{вода} = 1000 \cdot 9.8 \cdot 1.304 \approx 12779 \, \text{Па}

Тиск від ртуті:

pртуть=ρртуть⋅g⋅hртуть=13600⋅9.8⋅0.096≈12806 Паp_{ртуть} = \rho_{ртуть} \cdot g \cdot h_{ртуть} = 13600 \cdot 9.8 \cdot 0.096 \approx 12806 \, \text{Па}

Повний тиск:

p=pвода+pртуть=12779+12806=25585 Паp = p_{вода} + p_{ртуть} = 12779 + 12806 = 25585 \, \text{Па}

Відповідь: Тиск на дно посудини становить 25540 Па (25.6кПа).

Назад