Изменится ли давление жидкости на дно сосуда

ГЛАВА 15. ГИДРОСТАТИКА

Или в сосуд с жидкостью опускают на веревке тело, которое тонет в жидкости, но дна сосуда не касается. Изменится ли при этом действие жидкости на дно сосуда и как? Основная идея рассмотрения таких ситуаций заключается в том, что если на тело, плавающее в жидкости, со стороны жидкости действует сила Архимеда, то согласно третьему закону Ньютона тело действует на жидкость с такой же, но противоположно направленной силой. При этом, поскольку сила Архимеда равна весу вытесненной телом жидкости, то действие тела на жидкость будет таким же, как действовала бы такая же жидкость в объеме тела. Поэтому для нахождения давления жидкости, в которой плавает некоторое тело, можно вообще не думать о теле и вычислять давление так, как будто у нас есть жидкость без тела. Но уровень этой жидкости такой, каким он является с плавающим телом. Давайте рассмотрим более подробно такой пример.

Пример 15.6. В цилиндрическом сосуде площадью сечения S находится некоторое количество воды. Как изменится давление воды около дна сосуда, если в воду поместить тело массой m , которое плавает в воде? Плотность воды ρ . Вода из сосуда при опускании в него тела не выливается.

Решение. Пусть в жидкости плавает некоторое тело. Докажем, что сила, с которой жидкость действует на дно сосуда, не изменится, если тело вытащить из жидкости и долить в сосуд такое количество жидкости, которое восстанавливает тот уровень, который был вместе с телом. Действительно, из закона Архимеда следует, что жидкость действует на тело с силой, равной весу вытесненной жидкости. И наоборот. Тело действует на жидкость с силой, равной весу вытесненной жидкости, т.е. с такой же силой, с которой действовала бы на жидкость такая же жидкость, «залитая» в объем погруженной в жидкость части тела. Поэтому, если вытащить тело из жидкости, но заполнить получившееся «углубление» такой же жидкостью, то никакие силы, действующие в жидкости, не изменятся. Поэтому и силы, с которыми жидкость действует на дно и стенки сосуда будут такими же, как если бы тело в жидкости не было, но ее уровень был бы таким же, как с плавающим телом.

Таким образом, чтобы найти, на сколько изменилось давление жидкости около дна сосуда при опускании в нее некоторого тела (которое плавает в этой жидкости), нужно найти, на сколько поднялся при этом уровень жидкости в сосуде.

Источник

Тест. Давление жидкости на дно и стенки сосуда

Список вопросов теста

Вопрос 1

Чтобы вычислить давление жидкости на дно сосуда, надо знать.

Варианты ответов

плотность и высоту столба жидкости
вес жидкости и её плотность
вес и объём жидкости
объём и массу жидкости

Вопрос 2

Имеется пять одинаковых сосудов. Первый из них наполнен водой, второй — спиртом, третий — ацетоном, четвёртый — ртутью, пятый — бензином. Какой из этих сосудов с жидкостью испытывает наибольшее давление на дно?

Варианты ответов

сосуд с водой
сосуд со спиртом
сосуд с ртутью
сосуд с бензином
сосуд с ацетоном

Вопрос 3

Варианты ответов

сосуд с водой
сосуд со спиртом
сосуд с ртутью
сосуд с бензином
сосуд с ацетоном

Вопрос 4

Имеется пять одинаковых сосудов. Первый из них наполнен водой, второй — спиртом, третий — керосином, четвёртый — ртутью, пятый — бензином. Какие из этих сосудов с жидкостью испытывают одинаковое давление на дно?

Варианты ответов

сосуд с водой и бензином
сосуд со спиртом и керосином
сосуд с ртутью и водой
сосуд с керосином и бензином

Вопрос 5

Каково давление внутри жидкости плотностью 1200 кг/м 3 на глубине 50 см?

Варианты ответов

Вопрос 6

По какой формуле можно расчитать давление на стенки сосудов?

Варианты ответов

по той же, что и на дно
такой формулы не существует
жидкость на стенки сосуда давление не оказывает
среди ответов нет верного

Вопрос 7

В каком случае давление на одной и той же глубине будет больше в море или в озере?

Варианты ответов

в озере
в море
одинаково
для верного ответа недостаточно исходных данных

Вопрос 8

От чего зависит давление жидкости на дно сосуда?

Варианты ответов

от плотности жидкости
от цвета жидкости
от высоты столба жидкости
от температуры окружающего воздуха

Вопрос 9

Ныряльщик погружается на дно бассейна. Как меняется давление с глубиной?

Варианты ответов

не меняется
чем больше глубина, тем больше давление
чем больше глубина, тем меньше давление
для верного ответа недостаточно исходных данных

Вопрос 10

Выберите верную формулу для расчёта давления жидкости на дно сосуда.

Варианты ответов

Вопрос 11

Как изменится давление на дно нефтехранилища, если вместо керосина его заполнят водой?

Варианты ответов

не изменится
уменьшится
увеличится
для верного ответа недостаточно исходных данных

Вопрос 12

Имеются три жидкости: ртуть, вода и бензин, которые налиты в три абсолютно одинаковых сосуда. Расположите их в порядке возрастания давления на дно.

Варианты ответов

Вопрос 13

Как давление жидкости на дно сосуда зависит от формы сосуда?

Варианты ответов

не зависит
чем шире сосуд, тем больше давление
чем уже сосуд, тем больше давление
зависимость сложная, в школе не изучается

Вопрос 14

Через отверстия в стенке сосуда вода выливается по-разному. Какой вывод

можно сделать на основе этого опыта?

Варианты ответов

давление не зависит от глубины
с глубиной давление уменьшается
с глубиной давление возрастает
картинка не соответствует действительности

Вопрос 15

На какой глубине давление воды будет равно 700 кПа? Плотность пресной воды 1000 кг/м 3

Источник

Давление в жидкости и газе. Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

405. Поднимающиеся со дна водоема пузырьки воздуха увеличиваются в объеме по мере приближения к поверхности. Почему?
С приближением к поверхности, давление воды на пузырек падает.

406. Воду из узкого высокого стакана перелили в широкую кастрюлю. Как изменилось давление воды на дно?
Давление уменьшилось, поскольку уменьшилась высота водяного столба.

407. На рисунке 44 изображен старинный опыт: в крышку бочки, наполненную доверху водой, была вставлена высокая узкая трубка. Когда в трубку налили воды, бочка разорвалась. Объясните, почему небольшое количество воды, которую пришлось налить в трубку, могло разорвать бочку?

Давление на стенки бочки будет зависеть от плотности жидкости и высоты водяного столба и не зависит от площади поперечного сечения сосуда.

408. В сосуд налили слой воды высотой 15 см. каково давление этого слоя на дно сосуда?

409. Чему равно давление воды на глубине 50 см?

410. Банка высотой 50 см наполнена водою. Определите давление на 1 см2 дна банки.

411. В мензурку, площадь дна которой 20 см2 , налита вода до высоты 10 см. сколько граммов воды налито? Чему равно давление воды на дно мензурки?

412. Высота уровня воды в водопроводе 10 м (рис.45). Одинаковы ли давления на стенки трубы на различных высотах? Каково давление воды у нижнего конца трубы?

413. Каково давление на дверцу в шлюзовых воротах на глубине 12 м (рис. 46)?

414. В стакан высотой 10 см налита доверху ртуть. Вычислить давление на дно стакана.

415. Вычислите давление столбика ртути высотой 76 см.

416. Поршневой насос может произвести давление 5·105 Па. На какую высоту можно поднять воду этим насосом?

417. В трех сосудах налита вода до одной и той же высоты (рис. 47). В каком сосуде налито больше воды? В каком сосуде больше давление на дно?

Давление во всех сосудах на дно одинаково.

418. Внутрь жидкости погружен брусок (рис 48). Одинаковые ли давления испытывают боковые стенки бруска (левая и правая, передняя и задняя)? Одинаковые ли давления испытывают верхняя и нижняя грани бруска?

Боковые стенки испытывают одинаковое давление; верхняя и нижняя – разное.

419. Рассмотрите рисунок 48. Высота погруженного бруска АК=5 см. На сколько больше давление на грани MNKL, чем на ABCD, если брусок помещен в воду на глубину 12 см (до нижней грани)?

420. Если в подводной части судна появилась пробоина, то на эту пробоину накладывают «пластырь» — кусок паруса, который давлением воды прижимается к корпусу судна и не пропускает в пробоину воду. Определите силу, с которой прижимается пластырь, если площадь пробоины 0,5 м2 , а глубина, на которой сделана пробоина , 2 м.

421. В сталелитейном производстве «изложницей» называется чугунный стакан без дна, в который выливают Расплавленный металл (рис. 49). Верхнее отверстие изложницы немного меньше нижнего для того, чтобы можно было изложницу снять с отвердевшего слитка, когда остынет металл. Чтобы металл снизу не выливался, изложницы ставят на плоское основание и делают их очень массивными. На рисунке 49 слева изображена изложница, справа — подъем изложницы с отлитого слитка.
Определите силу давления, которую производит на подложку изложницы налитый чугун, если высота изложницы 1,5 м, а площадь нижнего основания 1600 см2. Плотность чугуна 7,2 г/см3.

422. Для спуска водолаза на очень большую глубину применяется специальный металлический скафандр (рис . 50). Какую силу давления должен выдержать этот скафандр на глубине 300 м, если общая поверхность скафандра составляет 2,5 м2 ?

423. Для выпуска расплавленного металла из литейного ковша делают на дне ковша отверстие, закрываемое специальной пробкой из огнеупорного металла. Определите давление расплавленной стали на пробку, если высота налитого металла 2 м, а плотность расплавленной стали 7,3 г/см³.

424. Как велика должна быть высота столба ртути и столба спирта, если этот столб производит давление в 105 Па?

425. Определите давление воды на стенки котла водяного отопления, если высота труб 20 м?

426.Вычислите разность давлений в трубах водопровода на нижнем этаже здания и на этаже, расположенном выше на 15 м?

427. Батискаф спустился в море на глубину в 50 м. Каково давление на поверхность батискафа на данной глубине?

428. Давление в водопроводе 4·105 Па. С какой силой давит вода на пробку, закрывающую отверстие трубы, если площадь отверстия 4 см2 ?

429. Давление в трубах водопровода 4·105 Па. На какую высоту будет бить вода из пожарной трубы, присоединенной к этому водопроводу, если не принимать во внимание сопротивление воздуха и трение воды в трубах?

430. Человек стоит на кожаном мешке с водой (рис. 51). Рассчитайте, на какую высоту поднимается вода в трубке, если масса человека 75 кг, площадь соприкасающаяся с мешком поверхности платформы 1000 см2.

Источник