Задачи › Сообщающиеся сосуды, гидравлический пресс

Два сосуда и грузик

  1. Два сосуда и грузик

    «Надежда энергетики» 2016/17, 8 кл.
    6/10

    На горизонтальном столе стоят два цилиндрических сосуда, радиусы которых отличаются в 2 раза, соединённые горизонтальной трубкой вблизи дна. В сосуды наливают воду и в один из них кладут маленький грузик объёмом \(V = 1\) см\(^3\) и массой \(m = 10\) г, после чего силы давления сосудов на стол становятся одинаковыми. Найдите объём воды в сосудах, если плотность воды \(\rho = 1\) г/см\(^3\). Массой соединительной трубки и объёмом воды в ней можно пренебречь.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Уровень воды в сообщающихся сосудах одинаков. Приравняйте силы давления на дно больших и малых сосудов, учитывая, что грузик опирается на дно малого сосуда.

    Ответ

    \(16{,}4\) см\(^3\).

    Решение

    Так как сосуды сообщающиеся, то уровень воды в них одинаков (обозначим его \(h\)). Площадь дна малого сосуда равна \(S\), большого — \(4S\). Поскольку сила давления на дно сосудов после погружения тела становится также равной, то \[\rho g h \cdot 4S = \rho g h S + (mg - \rho g V_m),\] \[\rho g h \cdot 3S = mg - \rho g V_m,\] \[hS = \frac{m/\rho - V_m}{3}.\] Объём воды в сосудах \[V = 5hS - V_m = \frac{5m}{3\rho} - \frac{8}{3}V_m = 16{,}4~\text{см}^3.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи