Номер 418, страница 58 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Сообщающиеся сосуды - номер 418, страница 58.

Условие.

418. Сообщающиеся сосуды, наполненные водой, разделены внизу перегородкой П (рис. 58). Будет ли переливаться вода из одного сосуда в другой, если убрать перегородку? Почему?

Рис. 58

Решение.

Решение

Изображенные на рисунке сосуды являются сообщающимися, так как они соединены в нижней части. Гидростатическое давление, которое столб жидкости оказывает на дно сосуда, зависит от высоты столба жидкости и её плотности. Оно вычисляется по формуле $P = \rho g h$, где $\rho$ — плотность жидкости, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $\text{h}$ — высота столба жидкости. Давление не зависит от ширины сосуда.

Из рисунка видно, что высота столба воды в левом сосуде ($h_1$) больше, чем высота столба воды в правом сосуде ($h_2$). Следовательно, давление на дно в левом сосуде, $P_1 = \rho g h_1$, больше, чем давление на дно в правом сосуде, $P_2 = \rho g h_2$.

Когда перегородку П уберут, сосуды станут полностью соединены. Из-за разности давлений ($P_1 > P_2$) вода начнет перетекать из области более высокого давления (левый сосуд) в область более низкого давления (правый сосуд).

Согласно закону сообщающихся сосудов, в случае однородной жидкости, находящейся в равновесии, её свободная поверхность в любом из сосудов устанавливается на одном и том же уровне. Таким образом, вода будет перетекать из левого сосуда в правый до тех пор, пока уровни в обоих сосудах не станут одинаковыми.

Ответ: Да, вода будет переливаться из левого сосуда в правый. Это произойдет потому, что высота столба воды и, соответственно, гидростатическое давление на дно в левом сосуде больше, чем в правом. Вода будет перетекать до тех пор, пока уровни в обоих сосудах не выровняются.