В процессе заполнения U-образной трубки водой, образовался воздушный пузырек. Высота этого пузырька оказалась в три раза меньше высоты 9 см столба воды в трубке. Пренебрегая массой воздуха в пузырьке, определите разность уровней жидкости в обоих коленах трубки в сантиметрах и округлите до целого значения.
Самбука
Чтобы решить данную задачу, мы воспользуемся законом Архимеда, который утверждает, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости. Также нам понадобится знание о том, что давление жидкости на определенную глубину пропорционально высоте столба жидкости.
Итак, пусть разность уровней жидкости в обоих коленах трубки равна \(h\) см. Следовательно, высота водного столба в одном колене трубки будет \(9\) см, а в другом колене - \((9 - 3) = 6\) см.
Теперь мы можем использовать закон Архимеда, чтобы найти разность давлений в обоих коленах трубки. Давление воды внутри трубки можно записать следующим образом:
\[P_1 = P_2\]
где \(P_1\) - давление в первом колене трубки, а \(P_2\) - давление во втором колене трубки.
Мы можем выразить эти давления через формулу:
\[P_1 = P_0 + \rho gh_1\]
\[P_2 = P_0 + \rho gh_2\]
где \(P_0\) - атмосферное давление, \(\rho\) - плотность воды, \(g\) - ускорение свободного падения, а \(h_1\) и \(h_2\) - высоты водных столбов в каждом колене трубки.
Так как атмосферное давление (\(P_0\)) одинаково в обоих коленах, мы можем записать:
\[\rho gh_1 = \rho gh_2\]
Исключая плотность воды (\(\rho\)) и ускорение свободного падения (\(g\)), получим:
\(h_1 = h_2\)
Таким образом, разность уровней жидкости в обоих коленах трубки равна 6 см.
Итак, округляя полученный результат до целого значения, получим, что разность уровней жидкости в обоих коленах трубки составляет 6 см.
Итак, пусть разность уровней жидкости в обоих коленах трубки равна \(h\) см. Следовательно, высота водного столба в одном колене трубки будет \(9\) см, а в другом колене - \((9 - 3) = 6\) см.
Теперь мы можем использовать закон Архимеда, чтобы найти разность давлений в обоих коленах трубки. Давление воды внутри трубки можно записать следующим образом:
\[P_1 = P_2\]
где \(P_1\) - давление в первом колене трубки, а \(P_2\) - давление во втором колене трубки.
Мы можем выразить эти давления через формулу:
\[P_1 = P_0 + \rho gh_1\]
\[P_2 = P_0 + \rho gh_2\]
где \(P_0\) - атмосферное давление, \(\rho\) - плотность воды, \(g\) - ускорение свободного падения, а \(h_1\) и \(h_2\) - высоты водных столбов в каждом колене трубки.
Так как атмосферное давление (\(P_0\)) одинаково в обоих коленах, мы можем записать:
\[\rho gh_1 = \rho gh_2\]
Исключая плотность воды (\(\rho\)) и ускорение свободного падения (\(g\)), получим:
\(h_1 = h_2\)
Таким образом, разность уровней жидкости в обоих коленах трубки равна 6 см.
Итак, округляя полученный результат до целого значения, получим, что разность уровней жидкости в обоих коленах трубки составляет 6 см.
Знаешь ответ?