Номер 3, страница 142, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Механика жидкостей и газов. Параграф 33. Давление жидкости. Повторим изученное - номер 3, страница 142.

Условие.

• Что такое сообщающиеся сосуды?

Решение.

Сообщающиеся сосуды — это два или более сосуда, которые соединены между собой ниже уровня жидкости, которая может в них находиться. Главной особенностью такой системы является то, что жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой.

Основной закон, который описывает поведение жидкости в сообщающихся сосудах, гласит: в открытых сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном и том же горизонтальном уровне. Это происходит независимо от формы или объёма сосудов, при условии, что давление над поверхностью жидкости во всех сосудах одинаково (обычно это атмосферное давление). Данное явление объясняется тем, что давление на любой глубине в покоящейся жидкости одинаково во всех точках. Давление столба жидкости определяется формулой $p = \rho \cdot g \cdot h$, где $\rho$ — плотность жидкости, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $\text{h}$ — высота столба жидкости. Для того чтобы давление на уровне соединения сосудов было одинаковым, высоты $h_1$ и $h_2$ столбов однородной жидкости над этим уровнем также должны быть равны: $h_1 = h_2$.

В случае, когда в сообщающиеся сосуды налиты две разные несмешивающиеся жидкости (например, вода и масло), их уровни будут различными. Высоты столбов этих жидкостей, отсчитываемые от границы их раздела, будут обратно пропорциональны их плотностям. Если $\rho_1$ и $h_1$ — плотность и высота столба первой жидкости, а $\rho_2$ и $h_2$ — второй, то из условия равенства давлений на границе раздела $(\rho_1 \cdot g \cdot h_1 = \rho_2 \cdot g \cdot h_2)$ следует соотношение: $\frac{h_1}{h_2} = \frac{\rho_2}{\rho_1}$. Это означает, что столб жидкости с меньшей плотностью будет выше.

Принцип сообщающихся сосудов широко применяется в быту и технике. Например:
- чайник и его носик;
- лейка для полива;
- система городского водопровода с водонапорной башней;
- шлюзы на реках и каналах;
- гидравлический уровень (ватерпас) для определения горизонтали в строительстве.

Ответ: Сообщающиеся сосуды — это соединённые между собой ёмкости, в которых однородная жидкость в состоянии покоя всегда устанавливается на одном и том же уровне, если давление над её поверхностью одинаково.