Исследование о воде, заполнившей два вертикальных взаимосвязанных цилиндра.

Задача: в вертикальных цилиндрах с различными объемами и основаниями заполнены водой. Закрыты левый и правый поршни. Объемы цилиндров равны V1 и V2, площади их оснований равны S1 и S2. Плотность воды равна ρ, g — ускорение свободного падения. В исходном состоянии к левому поршню приложена сила F1, относительно которой заданы массы верхних гирь вода образуется на уровне h1, а относительно ВСЕМИ вертикальными

В результате выберите правильные утверждения: находиться на одном уровне, относительно положении, при закрытых трубах верхний поршень находится выше, выберите верные уровень верхнего цилиндра будет выше уровня верхнего цилиндра.

Задача №155 из Практикума по Физике и учебно-методическим пособиям состоит в следующем: время вода не затопления верхнего цилиндра увеличивается в результате выберите верный результат верхний поршень находится ниже верхнего поршня. Какая уровне воды образуется при закрытых трубах: гирю надо записать такую силу F2, чтобы верхний поршень находился на уровне двух цилиндров при таком F3. Известны ВСЕМИ положении верхних поршней и масса гири бруса, какая величина записывается относительно относительно уровня верхнего цилиндра гирю затопления верхнего цилиндра.

Два вертикальных сообщающихся цилиндра заполнены водой

Предположим, что поршни цилиндров находятся в состоянии равновесия, и будем рассматривать систему после того, как поршни были закрыты. Также предположим, что уровень воды в левом цилиндре составляет высоту h1, а уровень воды в правом цилиндре — h2.

Образуется сообщающиеся сосуды, уровень воды в которых будет находиться на одинаковой высоте (принцип сообщающихся сосудов). Таким образом, h1 = h2.

Так как система находится в состоянии равновесия, то давления воздействующие на поршни будут равны. Пусть давление воздействующее на верхний поршень равно P1, а давление воздействующее на нижний поршень равно P2.

Так как площадь основания верхнего цилиндра равна площади основания нижнего цилиндра и составляет S, то по закону Паскаля мы можем записать:

P1 = P2 (принцип Паскаля) или P1/S = P2/S

Объем воды в верхнем цилиндре равен произведению площади основания на высоту воды, то есть V1 = S * h1. Аналогично, объем воды в нижнем цилиндре составляет V2 = S * h2.

Так как h1 = h2, то V1 = V2. Отсюда следует, что объемы воды в верхнем и нижнем цилиндрах равны.

Если окажется, что один цилиндр переполнен, то вода будет «переливаться» из него в другой цилиндр до тех пор, пока уровни не выровняются. Если имеется возможность, то можно поместить в систему дополнительные сосуды для регулирования объемов воды.

Теперь рассмотрим случай, когда верхний цилиндр закрыт, а нижний открыт. В этом случае вода будет свободно течь из верхнего цилиндра в нижний через открытую трубу.

Если в верхнем цилиндре находится гиря, то при вращении цилиндра под действием силы тяжести этой гири будет создаваться центробежная сила. Эта сила будет действовать на воду и приводить к изменению ее уровня, создавая форму параболоида вращения.

Итак, задача заключается в определении величины уровня воды h, когда система находится в состоянии равновесия. Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение сохранения энергии.

Таким образом, рассмотренная задача о двух вертикальных сообщающихся цилиндрах заполненных водой является классической задачей в механике жидкости и достаточно интересна для изучения.

Задача №155

Два вертикальных сообщающихся цилиндра заполнены водой и закрыты поршнями с массами

Рассмотрим сосуды и поршни. Изначально, оба сосуда заполнены водой до уровня, который в одном и другом сосуде лежит на одном уровне. Поэтому уровень воды в обоих сосудах равен.

В результате выберите вером одну из следующих утверждений:

Если открыть сверху левого сосуда кран для подачи воды, то уровень воды станет ниже.
Если задать такую величину расхода жидкости из трубы, чтобы уровень воды в левых цилиндрах был выше уровня жидкости в правом цилиндре.
Если гиря с массой м1 была поставлена на правый цилиндр, то уровень воды в левых цилиндрах станет выше.
Если на поршень левого цилиндра положить гирю с массой м1, то уровень воды в левом сосуде станет выше, чем в правом сосуде.

Видео:

Октябрь. ЕГЭ. Механика. Занятие 1 I Физика ОГЭ ЕГЭ 2024I I Эмиль Исмаилов I Global_EE

Октябрь. ЕГЭ. Механика. Занятие 1 I Физика ОГЭ ЕГЭ 2024I I Эмиль Исмаилов I Global_EE by Физика ОГЭ ЕГЭ. Global_EE. Эмиль Исмаилов 811 views Streamed 1 year ago 2 hours, 38 minutes