Какая жидкость находится в сосуде, если столб высотой 50 см оказывает давление 4 к Па ?

Показать ответ

Ответ:

bubles13

04.04.2020 05:02

• изначально давление газа в объеме V0 = S Δx0 складывается из давления поршня и давления атмосферы - они компенсируют друг друга, и потому поршень покоится

○ отметим, что давление поршня равно P = F/S, где F - это его вес, и он в данном случае равен силе тяжести mg

• затем, когда сосуд стал подниматься с ускорением, давление газа в объеме V = S Δx изменилось, так как изменился вес поршня. нетрудно получить, что F = m (g + a)

○ так как температура постоянна, а масса газа неизменна, то действителен закон Бойля-Мариотта:

V0 (P0 + ((mg)/S)) = V (P0 + ((m(g+a))/S)),

Δx0 (P0 + ((mg)/S)) = Δx (P0 + ((m(g+a))/S)),

Δx = (Δx0 (P0 + ((mg)/S)))/(P0 + ((m(g+a))/S)).

если я верно посчитал, то Δx = 18.75 см

0,0(0 оценок)

Ответ:

LysaPysa

12.01.2021 11:35

В состоянии равновесия геометрическая сумма сил, действующих на льдину, равна нулю. Поскольку действуют всего только две силы: выталкивающая и сила тяжести ,а вращением льдины мы не интересуемся, эти две силы по модулю оказываются равны.
По закону Архимеда выталкивающая сила равна весу жидкости, вытесняемой соответствующим телом, то есть, $F_A=\rho_0 V_\mathrm{in} g$ , где $V_\mathrm{in}$ - погруженный объем, a $\rho_0$ - плотность воды.
Теперь воспользуемся все-таки условием равновесия:
$mg=\rho_0 V_\mathrm{in} g$
Во-первых, ускорение свободного падения сокращается, а во-вторых, $m=\rho (V_\mathrm{in}+V_\mathrm{out})$ , где $\rho$ - плотность льда, $V_\mathrm{out}$ - объем непогруженной части льдины.
Теперь заметим, что если льдина однородная, то $V_\mathrm{in}=S\cdot H_\mathrm{in},\ \ V_\mathrm{out}=S\cdot H_\mathrm{out}$
Собираем все вместе:
$\rho S(H_\mathrm{in}+H_\mathrm{out})=\rho_0SH_\mathrm{in}$
Или, что то же самое:
$\rho\left(1+\dfrac{H_\mathrm{out}}{H_\mathrm{in}}\right)=\rho_0$
Выразим отсюда отношение высот и вспомним, что их сумма равна двум метрам (по условию).
$\left \{\big {\dfrac{H_\mathrm{out}}{H_\mathrm{in}}=\dfrac{\rho_0}{\rho}-1} \atop {\big{H_\mathrm{in}+{H_\mathrm{out}=H}} \right.$
Решением этой системы является вот что:
$\left \{ {{\big{H_\mathrm{in}=H\cdot \dfrac{\rho}{\rho_0}} \atop\big{H_\mathrm{out}=H\left(1-\dfrac{\rho}{\rho_0}\right)}} \right.$
Нетрудно далее посчитать и убедиться в том, что люди не просто так говорят о том, что надводная часть айсберга по объему вдесятеро меньше его действительного объема.
ответ: над водой 20 см, под водой - остальные 180.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика