Номер 24.33, страница 83 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 24. Давление в жидкостях. Сообщающиеся сосуды. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 24.33, страница 83.

24.33 [536] В какой из кофейников, изображённых на рисунке III-43, можно налить больше жидкости? Почему?

Рис. III-43

Решение

Эта задача основана на физическом принципе сообщающихся сосудов. Основная емкость кофейника и его носик являются сообщающимися сосудами.

Согласно закону сообщающихся сосудов, свободная поверхность однородной жидкости в открытых сообщающихся сосудах любой формы устанавливается на одном и том же горизонтальном уровне. Это происходит потому, что давление столба жидкости зависит только от его высоты ($p = \rho g h$), и в состоянии равновесия давление на любой глубине должно быть одинаковым во всех частях системы.

Следовательно, наливать жидкость в кофейник можно только до тех пор, пока ее уровень не достигнет края самого низкого из отверстий (либо верхнего края основной части, либо края носика). Как только уровень жидкости превысит этот край, она начнет выливаться.

Сравнивая два кофейника на рисунке:

- У кофейника слева носик присоединен довольно низко. Его верхний край находится значительно ниже верхнего края основной емкости. Поэтому максимальный уровень жидкости в нем ограничен высотой носика.

- У кофейника справа носик присоединен высоко, и его край находится почти на том же уровне, что и верхний край основной емкости. Это позволяет налить жидкость почти доверху.

Так как основные емкости у кофейников одинаковы, то в тот, где уровень жидкости может быть выше, поместится больший ее объем. Таким образом, в правый кофейник можно налить больше жидкости.

Ответ: Больше жидкости можно налить в кофейник, изображенный справа. Причина в том, что кофейник и его носик представляют собой сообщающиеся сосуды, и уровень жидкости в них не может быть выше края носика. У правого кофейника носик расположен выше, чем у левого, что позволяет заполнить его до более высокого уровня и, следовательно, налить больший объем жидкости.