В сосуд с водой опущена открытая трубка с площадью сечения \( S = 2 \, \text{см}^2 \). В трубку налили 72 г масла \( \rho_m = 900 \, \text{кг/м}^3 \). Определите разность уровней масла и воды.
Сначала находим объём масла:
\(V_m = \frac{m}{\rho_m} = \frac{72 \cdot 10^{-3}}{900} = 80 \cdot 10^{-6} \, \text{м}^3 = 80 \, \text{см}^3.\)
Высота столба масла определяется по формуле:
\(h_m = \frac{V_m}{S} = \frac{80}{2} = 40 \, \text{см}.\)
В сообщающихся сосудах равновесие жидкостей разной плотности подчиняется уравнению:
\(\rho_m h_m = \rho_w h_w,\)
где \( \rho_w = 1000 \, \text{кг/м}^3 \) — плотность воды, \( h_w \) — высота столба воды.
Находим \( h_w \):
\(h_w = h_m \cdot \frac{\rho_m}{\rho_w} = 40 \cdot \frac{900}{1000} = 36 \, \text{см}.\)
Таким образом, столб масла высотой \( 40 \, \text{см} \) уравновешивается столбом воды высотой \( 36 \, \text{см} \). Разность уровней составляет:
\(\Delta h = h_m - h_w = 40 - 36 = 4 \, \text{см}.\)
Ответ: разность уровней масла и воды равна \( 4 \, \text{см} \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
В сосуд с водой опущена открытая трубка с площадью сечения \( S = 2 \, \text{см}^2 \). В трубку налили 72 г масла \( \rho_m = 900 \, \text{кг/м}^3 \). Определите разность уровней масла и воды.