Тема . Механика. Динамика и Статика

.01 Гидростатика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#44345

В сосуде с водой удерживается в вертикальном положении труба, прикреплённая к сосуду (см. рисунок). Поршень площадью        2
   8 см  и массой 50 г  , лежащий на воде, связан с грузом лёгкой нитью, перекинутой через блок. В результате вода поднялась на высоту H = 10 см  по сравнению с уровнем воды в сосуде, и система оказалась в равновесии.
1. Найти давление в воде непосредственно под поршнем.
2. Найти массу груза.
3. На каком расстоянии от поверхности воды в сосуде окажется нижний край поршня, если на поршень поставить гирю массой 120 г  ?
Атмосферное давление P0 = 100 кПа  , плотность воды ρ0 = 1000 кг/м3  , g = 10 м/с2  . Трением в оси блока и поршня о стенки трубы пренебречь.

PIC

Показать ответ и решение

1) На уровне поверхности воды давление должно быть равно атмосферному, с другой стороны на том же уровне давление равно сумме давления под поршнем и давления столба воды высотой H  , значит:

P0 = PA  + ρgH  ⇒  PA = P0 −  ρgH  = 99 кП а

PIC

2) Поскольку поршень уравновешен сумма сил, действующих на него, равна нулю, на поршень действует сила тяжести, сила давления под поршнем, сила давления атмосферы и сила натяжения нити, поскольку груз тоже уравновешен сила натяжения нити равна силе тяжести груза, тогда:

P0S  + m1g −  m2g =  (P0 − ρgH )S ⇒  m2  = m1  + ρHS  =  130 г

3) Так как на поршень кладут гирю сила тяжести увеличивается, тогда для достижения равновесия сила давления под поршнем тоже должна увеличиться на тоже значение, сравним добавочную силу тяжести и увеличение давления при опускании поршня на уровень воды: mg  >  ρgHS  , значит поршень опуститься ниже уровня воды. Пусть поршень ниже уровня воды в сосуде на H1   . Условие равновесия поршня:

                                                   m  +  m − m
(P0 + ρgH1 ) S + m2g =  (m1 + m ) g + P0S ⇒  H1 =  --1---------2-= 5 см
                                                        ρS

Ещё один способ найти это расстояние – воспользоваться равенством добавочной силы тяжести и увеличения силы давления. Пусть перемещение поршня ΔH  :

mg  = ρgΔHS    ⇒ ΔH   =  m--= 15 см
                         ρS

Поскольку ΔH   > H  расстояние от поршня до уровня воды:

H1 =  ΔH  −  H =  5 см
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!