Задача по механике №19

Два одинаковых вертикальных сообщающихся цилиндрических сосуда заполнены водой и закрыты поршнями массами M1 = 2  кг и M2 = 4  кг. Когда система находится в равновесии, правый поршень с площадью основания 100 см2  расположен ниже левого на величину h = 20  см.

PIC

Выберите из предложенного перечня все верные утверждения.
1) Взаимное расположение поршней при заданных массах зависит от плотности материала, из которого они изготовлены.
2) Если на левый поршень поместить груз массой m = 1  кг, поршни будут находиться на одном уровне.
3) Если на правый поршень поместить груз массой m = 1  кг, разность уровней между левым и правым поршнями составит 30 см.
4) Если на левый поршень поместить груз массой m = 0,5  кг, разность уровней между левым и правым поршнями составит 15 см.
5) Если вместо воды в сосуды налить подсолнечное масло, то в состоянии равновесия левый поршень будет выше правого на 12,5 см.

1) Н еверно
Нет, плотность их материалов не сказывается на величине давления, которую они создают.
2) Н еверно
Так как сосуды одинаковы, то площади оснований поршней равны. При добавлении 1 кг, масса слева составит 3 кг, что не равно массе справа, то есть поршни будут оказывать разное давление и будет возникать разность давлений, а, следовательно, и поршни будут находиться на разных уровнях.
3) В ерно
Разность высот можно найти из разности давлений, оказываемых поршнями:

Δp = M2g-− M1g-.       S     S

Здесь S  – площадь поршня.
При этом разность давлений равна

Δp = ρgh,

где ρ  – плотность воды.
Тогда

    M2 − M1 h = --ρS---.

При добавлении к правому поршню груза массой 1 кг

    (M2 + 1)− M1     (4 кг+ 1 кг)− 2 кг h3 =-----ρS----- = --------3------−-4-2-=0,3 м                    1000 кг/м  ⋅100 ⋅10  м

4) Верно
Аналогично из третьего пункта

    M2-−-(M1-+-0,5)  --4 кг−-(2 кг+-0,5 кг) h4 =      ρS      = 1000 кг/м3⋅100⋅10−4 м2 = 0,15 м

5) Неверно
При замене воды на подсолнечное масло изменится плотность жидкости, тогда разность уровней составит

h = M2-−-M1-= -----4-кг−-2 кг-----≈ 0,2 м  5   ρподS    900 кг/м3⋅100⋅10−4 м2
Оцените статью
Я решу все!