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#44498

Какой максимальный объём воды плотностью ρ  можно налить в h  -образную трубку с открытыми концами, частично заполненную маслом плотностью 0,8ρ  ? Площадь сечения вертикальных колен трубки S  . Объёмом горизонтальной соединительной трубочки можно пренебречь. Размеры h  -образной трубки и высота столба воды указаны на рисунке. Пунктирные деления на трубке сделаны через одинаковое расстояние h  , которое известно. Затыкать открытые концы, наклонять трубку и выливать из неё жидкости нельзя.
(МОШ, 2016, 10)

PIC

Источники: МОШ, 2016, 10

Показать ответ и решение

PIC

Главное – чтобы в коротком колене осталось как можно меньше масла, тогда в высокой трубке можно будет создать столб максимальной высоты, превышающей 4h  . Для этого начинаем наливать воду в правое колено. За счёт большей плотности она будет вытеснять масло в левое колено. Так будет продолжаться до высоты воды 2h  в правом и высоте масла 3h  в левом. Дальнейшее вытеснение масла невозможно, так как граница раздела масло/вода в правом колене станет выше соединительной трубки и в левое колено начнет поступать вода. Процесс добавления воды придется прекратить, когда верхняя граница масла в правом колене достигнет верха колена. Условие равенства давлений на уровне соединительной трубки дает:

(2h +x) ⋅0,8ρ = ρh+ 0,8ρh ⇒ x = 0,25h

Следовательно, воды удалось налить 4,25Sh  .

(Официальное решение МОШ)

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Объяснено, как заполнить левое колено сосуда до максимального объема

2

Сказано, до какого максимального уровня поднимется масло

2

Объяснено, почему дальнейшее вытеснение масла невозможно

2

Записано условие равенства давлений на уровне соединительной трубки

2

Представлен правильный ответ

2

Максимальный балл

10

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!