Какую форму следует придать сосуду

Давление в пузырьке равно дав­лению на дно сосуда, т. е. р = рgН. Та­ким же оно останется в пузырьке, когда он всплывет, так как объем пузырька не изменяется (бак герметичен и заполнен почти несжимаемой водой). Таким обра­зом, на поверхность воды пузырек ока­зывает давление р. Это давление вода в соответствии с законом Паскаля пере­дает по всем направлениям (в том числе и на дно сосуда). Следовательно, вода производит давление на дно сосуда, рав­ное сумме давления р водяного столба и давления р внутри пузырька воздуха, т. е. всего 2р.

Давление на дно АВ будет оп­ределяться разностью уровней КМ и АВ жидкости в сосуде.

Давление увеличится. От веса тела изменение давления не зависит.

Так как сила давления увеличи­вается вместе с площадью дна и высо­той жидкости, то дно следует сделать пошире, а сам сосуд узким, чтобы жид­кость стояла в нем повыше.

В соответствии с законом Пас­каля жидкость производит давление на стенки полусферы. Равнодействующая сил давления воды на отдельные участки поверхности колокола направлена вверх. Когда уровень воды достигает верхнего отверстия, величина силы давления воды на стенки колокола становится равной его весу и вода приподнимает его.

Нет, так как под давлением воды воздух под колоколом сжимался и не­много воды проникало внутрь колоко­ла.

Давление внутри жидкости про­порционально глубине погружения. При наличии волн толщина слоя воды над аквалангистом периодически изменялась. Это приводило к изменению давления, что и ощущали барабанные перепонки пловца.

Можно применить такое устрой­ство: две стеклянные трубки соединяют длинной резиновой трубкой и наполня­ют их водой. Держа одну из трубок у одной из стен и зафиксировав опреде­ленный уровень воды в ней (согласно отметке на стене), обходят вместе с дру­гой трубкой остальные стены и делают на них отметки согласно уровню воды в трубке (начальный уровень воды в не­подвижной трубке при этом не должен изменяться).

Если сосуд широк, а трубки уз­кие и короткие, то при открывании кра­на А уровень воды в сосуде практически не изменится. При открывании крана С вся вода из сосуда вытечет. В случае открывания кранов В и D вода в сосуде установится на уровне отверстий трубок этих кранов.

Давление внутри жидкости, со­зданное ее весом, зависит от глубины погружения. В соответствии с законом Паскаля это давление передается по всем направлениям без изменения. Следова­тельно, внутри жидкости оно одинаково на. данной горизонтальной плоскости АВС и равно рgН, где р – плотность воды, g= 9,8 м/с 2 , Н – глубина погру­жения.

В колене АВС образуется водя­ная пробка, которая препятствует про­никновению газов из канализационных труб в жилое помещение.

Водопровод – система сообща­ющихся сосудов. При большом расхо­де воды уровень воды в водонапорной башне понижается. Чем выше распола­гается кран водопроводной сети, тем меньше разность уровней воды в водо­напорной башне и в кране, тем меньше давление, под которым вытекает вода из крана. Если не использовать допол­нительные насосы, то вода иногда и не доходит до кранов верхних этажей зда­ния.

Вначале уровень воды в сосуде А будет понижаться до уровня горлови­ны С сосуда В. При этом дальность по­лета струи будет уменьшаться, так как уменьшается давление воды на уровне отверстия D. Затем уровень воды в со­суде А будет постоянным (вода из кол­бы В вытекает, а вместо нее входит воз­дух) до тех пор, пока в сосуде В будет еще вода (если диаметр горловины С больше диаметра отверстия D). Когда вся вода из сосуда В вытечет, уровень жид­кости в сосуде А будет снова понижать­ся и дальность полета струи также бу­дет уменьшаться.

При выдергивании ноги из бо­лота под стопой создается пространст­во, в которое воздух не может попасть. Поэтому, вытаскивая ногу, человек дол­жен преодолеть не только сопротивле­ние вязкой почвы, но еще и силу давле­ния атмосферного воздуха.

При вытаскивании ноги из грун­та воздух просачивается через раздвое­ние копыта. Вследствие этого не возни­кает разности давлений воздуха над и под копытом и нога легко поднимается.

При засорении отверстия в баке создается разрежение, общее давление жидкости и воздуха в баке может ока­заться меньше атмосферного давления, и подача горючего прекратится.

Когда вода вытекает из бутыл­ки, воздух в ней расширяется, давление его падает и становится меньше атмо­сферного. Вследствие этого наружный воздух пузырями прорывается сквозь жидкость в бутылку. Возникает буль­канье. Стенки резиновой грелки эластич­ны. По мере вытекания воды они сжи­маются. Давление воздуха внутри нее все время такое же, как и внешнее. Поэтому вода вытекает сплошной струёй.

Как будет вес­ти себя внутренняя пробирка при вытека­нии воды из более широкой пробирки? Когда вода вытекает, давление между донышками пробирок становится меньше атмосферного, и наружный воз­дух поднимает внутреннюю пробирку вверх.

В первом случае вода из колбы переливается в стакан, во втором из ста­кана переходит в колбу.

Если на борту корабля поддер­живается нормальное давление воздуха, то состояние невесомости не оказывает никакого влияния на процесс заполне­ния авторучки чернилами.

а) Давление воздуха внутри мяча равно сумме давления наружного воз­духа и давления, создаваемого растяну­той резиновой оболочкой. Поэтому дав­ление воздуха внутри мяча больше, чем снаружи; б) оболочка должна быть сво­бодной, не натянутой.

Масляный, так как плотность масла в 15 раз меньше плотности ртути, и поэтому изменению уровня ртути на 1 мм соответствует изменение уровня масла на 15 мм.

Можно.

Прибор будет давать неверные показания, так как над ртутью находит­ся некоторое количество воздуха.

Источник

504. Сосуд с жидкостью наклонили (рис. 131). Одинаковое ли давление оказывает после этого жид¬кость на боковые стенки А и В в точках, лежащих на одном горизонтальном уровне?

Жидкость оказывает одинаковое давление на одном горизонтальном уровне везде, в том числе и на стенках А и В (см. рис. 131).

505. Сосуд с водой имеет форму, изображенную на рисунке 132. Одинаково ли давление воды на боковые стенки сосуда на уровне аб?

На уровне ab давление воды на боковые стенки одно и то же (см. рис. 132).

506. Цилиндрические сосуды уравновешены на весах (рис. 133). Нарушится ли равновесие весов, если в них налить воды столько, что поверхность ее установится на одинаковом уровне от дна сосудов? Одинаково ли будет давление на дно сосудов?

Равновесие весов нарушается, так как в разных сосудах различная масса воды. Давление на дно сосуда будет одинаковым, так как высота столба воды в обоих сосудах одна и та же (см. рис. 133)

507. Цилиндрические сосуды уравновешены на весах (см. рис. 133). Мальчик налил в оба сосуда воду одинаковой массы. Нарушилось ли равновесие весов? Одинаково ли будет давление воды на дно сосудов?

Равновесие весов не нарушилось. Давление воды на дно сосуда будет различным, так как уровень налитой воды будет различным (см. рис. 133).

508. В цилиндрический сосуд, частично заполненный водой, опустили деревянный брусок. Изменилось ли давление воды на дно сосуда?

Давление воды на дно увеличилось, так как при опускании в воду деревянного бруска ее уровень поднялся.

509. В трех сосудах с одинаковой площадью дна налита вода до одного уровня (рис. 134). В каком сосуде налито больше воды? Одинаково ли давление на дно в этих сосудах? Почему?

Воды налито больше в крайнем левом сосуде. Давление на дно будет одинаковым во всех трех сосудах, так как везде вода налита до одного уровня (см. рис. 134).

510. Уровень воды в сосудах одинаковый (рис. 135). Будет ли переливаться вода из одного сосуда в другой, если открыть кран?

При открывании крана вода из одного сосуда в другой переливаться не будет, так как уровень воды в сосудах будет одинаковый, а следовательно давление воды на любом уровне так же одинаково (см. рис. 135).

511. Уровень жидкостей в сосудах (см. рис. 135) одинаковый. В левом налита вода, в правом – керосин. Одинаковы ли давления на дно? Одинаковы ли давления на кран? Будет ли переливаться жидкость из одного сосуда в другой, если открыть кран?

Давление воды на дно и на кран больше, чем давление керосина. Объясняется это тем, что плотность воды больше плотности керосина. Если кран открыть, то вследствие разности давлений вода потечет в сосуд с керосином (см. рис. 135).

512. В левой части сосуда над жидкостью находится воздух (рис. 136). Какую высоту столба жидкости следует учитывать при расчете давления на дно сосуда: высоту Н или высоту H1? Ответ объясните.

513. В полиэтиленовый мешок налита вода (рис. 137). Что показывают динамометры: давление или силы, действующие на столики динамометров? Стрелка правого динамометра закрыта листом бумаги. Каково показание правого динамометра? Будут ли изменяться показания динамометров, если воду в мешок доливать (выливать)? Ответы обоснуйте.

Динамометры показывают силы давления жидкости на боковые стенки сосуда с водой. Показания их одинаковы и равны 70Н. Если воду в мешок доливать, то показания динамометров увеличатся, а если воду выливать, то уменьшатся, т.к. увеличится либо уменьшится давление столба жидкости (см. рис.137).

514. Одинаково ли давление воды на дно сосудов (рис. 138)? Чему равно это давление? Изменится ли давление, если воду заменить керосином? Чему оно будет равно в этом случае?

515. Высота столба воды в стакане 8 см. Какое давление на дно стакана оказывает вода? Какое давление оказывала бы ртуть, налитая до того же уровня?

516. Какое давление на дно сосуда оказывает слой керосина высотой 0,5 м?

517. В цилиндрический сосуд налиты ртуть, вода и керосин. Определите общее давление, которое оказывают жидкости на дно сосуда, если объемы всех жидкостей равны, а верхний уровень керосина находится на высоте 12 см от дна сосуда.

518. Сосуды с водой имеют равные площади дна (рис. 139). В каком из них избыточное давление воды на дно (без учета атмосферного давления) больше и во сколько раз?

519. Водолаз в жестком скафандре может погружаться в море на глубину 250 м, искусный ныряльщик – на глубину 20 м. На сколько и во сколько раз отличаются давления воды на этих глубинах?

520. Рассчитайте давление воды: а) на самой большой глубине Тихого океана – 11 035 м; б) на наибольшей глубине Азовского моря – 14 м (плотность воды в нем принять равной 1020 кг/м3).

521. Определите по графику (рис. 140) глубину погружения тела в озеро, соответствующую давлению воды 100, 300 и 500 кПа.

10 м; 30 м; 50 м (рис. 140).

522. Аквариум наполнен доверху водой. С какой силой давит вода на стенку аквариума длиной 50 см и высотой 30 см?

523. В аквариум высотой 32 см, длиной 50 см и шириной 20 см налита вода, уровень которой ниже края на 2 см. Рассчитайте: а) давление воды на дно; б) вес воды; в) силу, с которой вода действует на стенку шириной 20 см.

524. Ширина шлюза 10 м. Шлюз заполнен водой на глубину 5 м. С какой силой давит вода на ворота шлюза?

525. В цистерне, заполненной нефтью, на глубине 3 м имеется кран, площадь отверстия которого 30 см2. С какой силой давит нефть на кран?

526. Прямоугольный сосуд вместимостью 2 л наполовину наполнен водой, а наполовину керосином, а) Каково давление жидкостей на дно сосуда? б) Чему равен вес жидкостей в сосуде? Дно сосуда имеет форму квадрата сo стороной 10 см.

527. Определите силу, с которой действует керосин на квадратную пробку площадью поперечного сечения 16 см2, если расстояние от пробей до уровня керосина в сосуде равно 400 мм (рис. 141).

528. Какую силу испытывает каждый квадратный метр площади поверхности водолазного костюма при погружении в морскую воду на глубину 10 м?

529. Плоскодонная баржа получила пробоину в дне площадью 200 см2. С какой силой нужно давить на пластырь, которым закрывают отверстие, чтобы сдержать напор воды на глубине 1,8 м? (Вес пластыря не учитывать.)

530. Определите высоту уровня воды в водонапорной башне, если манометр, установленный у ее основания, показывает давление 220000 Па.

531. На какой глубине давление воды в море равно 412 кПа?

532. Напор воды в водокачке создается насосом. Определите на какую высоту поднимается вода, если давление, созданное насосом, равно 400 кПа?

533. Брусок размером 0,5×0,4×0,1 м находится в баке с водой на глубине 0,6 м (рис. 142). Вычислите: а) с какой силой вода давит на верхнюю грань бруска; б) на нижнюю грань бруска; в) сколько весит вода, вытесненная бруском.

534. Произведите расчет, взяв данные предыдущей задачи, предполагая, что воду заменили керосином.

535. Используя результаты двух предыдущих задач, вычислите, на сколько сила, действующая на тело снизу, больше силы, действующей на тело сверху: а) в воде; б) в керосине. Сравните полученные результаты с весом вытесненной воды и с весом вытесненного керосина.

536. Один из кофейников, изображенных на рисунке 143, вмещает больше жидкости, чем другой. Укажите какой и объясните.

Правый кофейник вмещает больше жидкости, чем левый, гак как у него кончик носика находится выше.

537. Точкой А обозначен уровень воды в левом колене трубки (рис. 144). Сделайте рисунок и на нем отметьте точкой В уровень воды в правом колене трубки.

538. В сообщающиеся сосуды налита вода. Что произойдет и почему, если в левый сосуд долить немного воды (рис. 145); в средний сосуд долить воды (рис. 146)?

Уровень воды увеличится во всех сосудах на одинаковую высоту. Таким образом, уровни снова выравнятся (рис. 145, 146).

539. Справедлив ли закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости? Объясните почему.

Закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости не действует, так как жидкости в состоянии невесомости не обладают весом и потому не оказывают давления на дно сосудов.

540. Как при помощи сообщающихся сосудов проверить, горизонтально ли нанесена филенка (линия, отделяющая окраску панели от верхней части стены)?

Нужно взять длинную тонкую резиновую трубку, вставить стеклянные трубки на концах, залить эту систему водой, а концы стеклянных трубок подвести к филенке. Используя свойство сообщающихся сосудов, пройтись с одной из стеклянных трубок вдоль стены.

541. Объясните действие фонтана (рис. 147).

Действие фонтана объясняется тем, что давление жидкости в верхнем конце правой трубки будет больше атмосферного, так как уровень воды в этой трубке меньше уровня воды в левой трубке.

542. В левом колене сообщающихся сосудов налита вода, в правом – керосин (рис. 148). Высота столба керосина 20 см. Рассчитайте, на сколько уровень воды в левом колене ниже верхнего уровня керосина.

543. В сообщающихся сосудах находятся ртуть и вода (рис. 149). Высота столба воды 68 см. Какой высоты столб керосина следует налить в левое колено, чтобы ртуть установилась на одинаковом уровне?

544. В сообщающихся сосудах находилась ртуть. Когда в правую трубку налили слой керосина высотой 34 см, то уровень ртути в левой трубке поднялся на 2 см. Какой высоты следует налить слой воды в левую трубку, чтобы ртуть в трубках установилась на одинаковом уровне (рис. 149)?

545. В сообщающихся сосудах находятся ртуть, вода и керосин (рис. 150). Какова высота слоя керосина, если высота столба воды равна 20 см и уровень ртути в правом колене ниже, чем в левом, на 0,5 см?

Источник

Источник