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#44655

Тонкая U  -образная трубка постоянного внутреннего сечения с горизонтальным коленом длиной   L  и двумя одинаковыми вертикальными коленами, открытыми в атмосферу, заполнена водой не полностью (см. рисунок). В каждом вертикальном колене остается слой воздуха длиной H  . Вода начинает выливаться, если трубку двигать вдоль горизонтального колена с постоянным ускорением, не меньшим, чем некоторая величина a0   .
1) Найти ускорение a0   .
2) Найти длину вылившегося слоя воды при движении с ускорением 4a0∕3  .
Горизонтальное колено остаётся всегда заполненным водой.
(«Физтех», 2016, 9)

PIC

Источники: Физтех, 2016, 9

Показать ответ и решение

PIC

Если мы начнем двигать трубку с ускорением вправо, то в правом колене вода опустится, а в левом – поднимется до краев. Запишем второй закон Ньютона для горизонтального столба воды. Слева на него давит столб воды высотой h + H  , а справа - столб высотой h − H  . Тогда

ma0  = ρg (h + H )S − ρg(h − H )S

Откуда

     2ρgHS     2 ρgHS     2gH
a0 = ------- = ------- =  -----
       m         ρLS       L

Новое ускорение по условию будет равно a = 43 ⋅ 2gLH-= 8g3HL--  . Чтобы определить, сколько выльется воды, снова запишем второй закон Ньютона, только учтем, что высота левого столба воды по-прежнему равна h + H  , а справа теперь столб высотой h −  H − Lv  , где Lv  - длина вылившегося столбика.

ma  = ρg(h + H )S − ρg (h − H  − Lv) S

         ma  = ρgS (2H  + Lv)

Подставляем массу горизонтального столба и новое ускорение:

    8gH
ρLS -----=  ρgS (2H  + Lv)
     3L

Отсюда

8H
----= 2H  + Lv
 3
        2H--
  Lv  =  3
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!