Одинаковая жидкость
\(h_1=h_2\) при одинаковом давлении над поверхностями.
Сообщающиеся сосуды
Сообщающиеся сосуды соединены так, что жидкость может перетекать между ними. Примеры — две соединённые снизу трубки, чайник, кофейник, лейка. Если открыть зажим на соединительной трубке, вода будет перетекать до установления равновесия.
В сообщающихся сосудах свободные поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне независимо от формы и размеров ветвей. Условие — одинаковое давление над поверхностями; в открытых сосудах на них действует один и тот же наружный воздух. Изменение наклона или высоты одной ветви не нарушает равенства установившихся уровней, пока сохраняется сообщение жидкости.
Объяснение основано на равенстве давлений на одном горизонтальном уровне. Если высоты столбов одной жидкости различаются, давления ρgh различны, и жидкость перетекает из стороны с большим давлением. Движение прекращается, когда столбы создают одинаковое давление; при одинаковой плотности это означает равные высоты.
Свойство используют в водопроводе с водонапорной башней и в шлюзах, позволяющих судам переходить между участками с разными уровнями воды. При соединении камеры шлюза с соответствующим участком уровень в камере изменяется до выравнивания.
Для двух разных несмешивающихся жидкостей равны давления на уровне их раздела: ρ₁gh₁ = ρ₂gh₂. Поэтому \(\frac{h_1}{h_2}=\frac{\rho_2}{\rho_1}\): высоты обратно пропорциональны плотностям. Высоты измеряют от общего горизонтального уровня границы раздела; менее плотная жидкость образует более высокий столб. Условие одинакового давления сверху сохраняется.
Сообщающиеся сосуды соединены так, что жидкость может перетекать между ними. При одинаковом внешнем давлении однородная жидкость устанавливается на одном уровне. Для разных жидкостей высоты столбов обратно пропорциональны плотностям.
Какие сообщающиеся сосуды есть дома?
Пример ответа: корпус и носик чайника или лейки, трубка водяного уровня, соединённые участки водопровода. Это примеры, которые нужно сопоставить с устройствами именно своего дома.
Как располагаются поверхности однородной и разнородных жидкостей?
Для одной однородной жидкости в покое при одинаковом давлении над свободными поверхностями уровни равны. Для двух несмешивающихся жидкостей над общей границей \(\rho_1h_1=\rho_2h_2\): менее плотный столб выше. Капиллярные эффекты в очень узких трубках здесь не учитываются.
Почему однородная жидкость устанавливается на одном уровне?
На одной горизонтали в сообщающейся жидкости давления должны быть одинаковыми, иначе возникнет течение. При одном наружном давлении \(p_0+\rho gh_1=p_0+\rho gh_2\), откуда \(h_1=h_2\). Форма и ширина сосудов не входят в это условие.
Выберите номер, чтобы открыть условие и пошаговое решение.
1 2 3 4 5 6Обсуждаем вместе
Задание 29
Задали работу по теме параграфа?
Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.