Задание №359

Справедлив ли закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости?

Решение

Нет. В состоянии невесомости вес тела равен нулю, следовательно, давление жидкости также будет равно нулю, поэтому высота уровней воды в сообщающихся сосудах не будет выравниваться под его действием.

Задание №360

Для осушения затопленных с мест (шахт, канав) их соединяют со специально вырытыми котлованами, уровень которых ниже этих мест. Почему вода уходит в эти котлованы?

Решение

Вода уходит в котлованы в результате действия закона сообщающихся сосудов. Вода через соединительный ров уходит в котлован, который находится ниже уровня затопленного места.

Задание №361

Какое назначение имеют водонапорные башни в системе водопровода? На каких этажах зданий давление воды наибольшее?

Решение

Водонапорная башня предназначена для регулирования расхода и напора воды в водонапорной сети, создания её запаса и выравнивания графика работы насосных станций. Регулирующая роль водонапорной башни заключается в том, что в часы уменьшения водопотребления избыток воды, подаваемой насосной станцией, накапливается в водонапорной башне и расходуется из неё в часы увеличенного водопотребления.
Давление воды наибольшее на нижних этажах зданий.

Задание №362

С какой целью отводящим трубам кухонной раковины придают коленчатую форму (рис. 32)?
рис. 32

Решение

Для того что бы в колене образовалась водяная пробка (на первом изгибе, который идет от раковины) , благодаря ей раковина получается как бы изолированной от канализации (воздух из канализации не проходит в квартиру).

Задание №363

Река Нева соединена с большим числом каналов. Почему возникает опасность выхода из берегов воды в этих каналах при поднятии уровня воды в Неве?

Решение

Река Нева и ее каналы − это система сообщающихся сосудов. При поднятии уровня воды в реке Нева возникает опасность выхода из берегов воды в каналах. Это приведет к затоплению подвалов, т.к. система каналов и подвалов также представляет собой сообщающиеся сосуды.

Задание №364

Во время сильных дождей реки, разливаясь, причиняли людям много бедствий. Почему, построив дамбы, оросительные каналы и водохранилища, наводнения перестали угрожать людям?

Решение

Дамбы, оросительные каналы и водохранилища удерживают воду и препятствуют подъему воды, а соответственно, и затоплению города.

Задание №365

Столб воды в сообщающихся сосудах высотой 17,2 см уравновешивает столб дизельного топлива высотой 20 см. Определите плотность дизельного топлива.

Решение

Дано:
$h_{в} = 17,2 см$;
$h_{2,диз} = 20 см$;
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$;
Найти:
$ρ_{диз}$ − ?
СИ:
$h_{в} = 0,172 м$;
$h_{диз} = 0,2 м$;
Решение:
Так как столбы уравновешаны, то:
$p_{1} = p_{2}$;
$p_{в} = gρ_{в}h_{в}$;
$p_{диз} = gρ_{диз}h_{диз}$;
$ gρ_{в}h_{в}= gρ_{диз}h_{диз}$;
$ρ_{в}h_{в} = ρ_{диз}h_{диз}$;
$ρ_{диз} = \frac{ρ_{в} * h_{в}}{h_{диз}}$;
$ρ_{диз} = \frac{0,172 * 1000}{0,2} = 860 кг/м^{3}$.
Ответ: 860 $кг/м^{3}$.

Задание №366

Сообщающиеся сосуды заполнены водой. На сколько повысится уровень воды в левой трубке, если в правую налить керосина столько, что он образует столбик высотой Н = 20 см?

Решение

Дано:
$H = 20 см$;
$ρ_{в} = 1000 кг/м^{3}$;
$ρ_{к} = 800 кг/м^{3}$;
Найти:
h − ?
СИ:
$H = 0,2м$;
Решение:
Предположим, что в левой трубке уровень воды повысится на h. Тогда в правой трубке уровень воды будет ниже, чем в левой, на 2h. Так как жидкости находятся в равновесии, то
$gρ_{в}2h = gρ_{к}H$;
$ρ_{в}2h = ρ_{к}H$;
$h = \frac{ρ_{к} * H}{2ρ_{в}}$;
$h = \frac{800 * 0,2}{2 * 1000}$;
h = 0,08 м = 8 см.
Уровень воды в левой трубке повысится на 8 см.
Найдем уровень воды в левой трубке, если в правую налить керосина столько, что он образует столбик высотой Н = 20 см.
Так как столбы уравновешаны, то:
$p_{в} = p_{к}$;
$p_{в} = gρ_{в}h$;
$p_{к} = gρ_{к}H$;
$ gρ_{в}h= gρ_{к}H$;
$ρ_{в}h= ρ_{к}H$;
$h = \frac{ρ_{к} * H}{ρ_{в}}$;
$h= \frac{800 * 0,2}{1000} = 0,16 =$ м = 16 см.
Ответ: Уровень воды в левой трубке повысится на 8 см. Уровень воды в левой трубке − 16 см.

Задание №367

На рисунке 33 изображена схема гидравлического пресса. Объясните, при каком условии сила 2 Н, действующая на малый поршень, уравновешивает силу 20 Н, действующую на большой поршень. Зависит ли передаваемое давление от вида жидкости?
рис. 33

Решение

Сила в 2 Н будет уравновешена силой в 20 Н только в том случае если, площадь соприкосновения с водой большого поршня, будет в десять раз больше площади соприкосновения меньшего поршня с водой.
Передаваемое давление не зависит от вида жидкости.

Задание №368

Внутри цилиндра гидравлического пресса (см. рис. 33) закреплены пластинки А и В, площади которых соответственно равны 4 и 6 $см^{2}$. Какая сила действует на каждую из этих пластинок, если малый поршень производит давление 50 кПа? Укажите направления действия сил.
рис. 33

Решение

Дано:
$S_{A} = 4 см^{2}$;
$S_{В} = 6 см^{2}$;
$p_{1} = 50 кПа$;
Найти:
$F_{A}$ − ?
$F_{B}$ − ?
СИ:
$S_{A} = 0,0004 м^{2}$;
$S_{В} = 0,0006 м^{2}$;
$p_{1} = 50 000 Па$.
Решение:
Согласно закону Паскаля давление жидкости в гидравлическом прессе одинаково.
$p_{1} = p_{2} = 50 000$ Па.
$p=\frac{F}{S}$;
$F_{А} = pS_{A} = 50 000 * 0,0004 = 20$ Н;
$F_{B} = pS_{B} = 50 000 * 0,0006 = 30$ Н.
Ответ: 20 Н; 30 Н.