Номер 6, страница 153 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 9. Гидро- и аэростатика. Параграф 34. Давление внутри покоящейся жидкости - номер 6, страница 153.

Условие.

6. Каким свойством обладают сообщающиеся сосуды, заполненные однородной жидкостью?

Решение.

Сообщающиеся сосуды — это сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости, так что жидкость может свободно перетекать из одного в другой. Основное свойство таких сосудов, заполненных однородной жидкостью, заключается в следующем: в состоянии равновесия свободные поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном и том же горизонтальном уровне, независимо от формы сосудов.

Это объясняется тем, что давление в жидкости на любой глубине зависит только от высоты столба жидкости над этой точкой и ее плотности. Рассмотрим два сообщающихся сосуда. В состоянии равновесия давление на любом горизонтальном уровне, проходящем через жидкость в обоих сосудах, должно быть одинаковым. В противном случае, под действием разности давлений жидкость начала бы перемещаться из области с большим давлением в область с меньшим, пока давление не выровняется.

Гидростатическое давление $\text{p}$ на глубине $\text{h}$ вычисляется по формуле:

$p = \rh°\cdot g \cdot h$

где $\rho$ — плотность жидкости, $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

Если уровни жидкости в сосудах с высотами $h_1$ и $h_2$ различны, то на самом нижнем общем уровне давление, создаваемое столбами жидкости, будет разным: $p_1 = \rh°g h_1$ и $p_2 = \rh°g h_2$. Если предположить, что $h_1 > h_2$, то и $p_1 > p_2$. Эта разность давлений заставит жидкость перетекать из первого сосуда во второй до тех пор, пока высоты не станут одинаковыми ($h_1 = h_2$), и, следовательно, давления на любом общем горизонтальном уровне не выровняются. Это справедливо при условии, что давление над поверхностью жидкости в обоих сосудах одинаково (например, атмосферное).

Ответ: В сообщающихся сосудах, заполненных однородной покоящейся жидкостью, ее свободные поверхности устанавливаются на одном и том же горизонтальном уровне, независимо от формы сосудов.