Номер 2, страница 35, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 53. Использование давления жидкости в технических устройствах. Повторим изученное - номер 2, страница 35.

Условие.

• В чём состоит принцип сообщающихся сосудов?

Решение.

Сообщающиеся сосуды — это несколько сосудов, соединённых между собой ниже уровня жидкости, благодаря чему жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой.

Принцип сообщающихся сосудов формулируется для двух случаев:

1. Для однородной жидкости.
В сообщающихся сосудах, находящихся в состоянии покоя, свободные поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном и том же горизонтальном уровне, независимо от формы и объёма сосудов. Это объясняется тем, что давление столба жидкости на любой глубине зависит только от высоты столба жидкости и её плотности ($p = \rho g h$). В состоянии равновесия давление на любом горизонтальном уровне, в том числе и в самой нижней соединительной части, должно быть одинаковым во всех сосудах. Это условие выполняется только тогда, когда высоты столбов жидкости ($\text{h}$) во всех сосудах равны (при условии одинакового давления над поверхностью, например, атмосферного).

2. Для двух несмешивающихся жидкостей.
Если в сообщающиеся сосуды налить две несмешивающиеся жидкости с разными плотностями (например, воду и масло), то их уровни не будут одинаковыми. Высоты столбов этих жидкостей, измеряемые от уровня их соприкосновения, будут обратно пропорциональны их плотностям. Давление, создаваемое столбом первой жидкости ($p_1$), должно уравновешивать давление, создаваемое столбом второй жидкости ($p_2$) на границе их раздела:

$p_1 = p_2$

$\rho_1 g h_1 = \rho_2 g h_2$

Из этого равенства следует соотношение:

$\frac{h_1}{h_2} = \frac{\rho_2}{\rho_1}$

где $\rho_1$ и $\rho_2$ — плотности жидкостей, а $h_1$ и $h_2$ — высоты их столбов. Таким образом, столб жидкости с меньшей плотностью будет выше.

Этот принцип находит применение в водопроводах, гидравлических прессах, шлюзах, водомерных стёклах и бытовых приборах, таких как чайник.

Ответ: Принцип сообщающихся сосудов гласит, что свободные поверхности однородной жидкости в открытых сообщающихся сосудах находятся на одном уровне. Если жидкости несмешивающиеся и имеют разную плотность, то высота их столбов над уровнем раздела обратно пропорциональна их плотностям.