Стеклянные сосуды
5/10Открытый сосуд в форме куба изготовлен из пяти тонких стеклянных квадратных пластин размером \(10 \times 10\) см. Масса сосуда равна \(m_1 = 125\) г. Другой сосуд выполнен из пяти стеклянных пластин той же толщины, длина стороны которых в 2 раза больше. Первый сосуд доверху заполняют водой, а потом всю воду переливают во второй сосуд. Определите высоту уровня воды во втором сосуде и массу второго сосуда с водой. Плотность воды \(\rho_{\text{в}} = 1000\) кг/м\(^3\), плотность стекла \(\rho_{\text{с}} = 2500\) кг/м\(^3\).
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(0{,}025\) м; \(1{,}5\) кг.
РешениеОбъём стекла, израсходованного на первый сосуд из пяти одинаковых квадратных пластин со стороной \(a\) и толщиной \(\delta\), равен \(V_{\text{с}} = 5\,\delta a^2\), масса \(m_1 = \rho_{\text{с}} V_{\text{с}} = \rho_{\text{с}}\cdot 5\,\delta a^2\). Аналогично масса второго сосуда \(m_2 = \rho_{\text{с}}\cdot 5\,\delta\cdot(2a)^2 = 4m_1 = 4\cdot 0{,}125 = 0{,}5\) кг.
Объём воды, налитой в первый сосуд, \(V_{\text{в}} = a^3\), её масса \(m_{\text{в}} = \rho_{\text{в}} a^3 = 1000\cdot 0{,}1^3 = 1\) кг. При переливании воды из малого сосуда (площадь сечения \(S_1 = a^2\)) в большой (площадь сечения \(S_2 = (2a)^2 = 4a^2\)) по закону сохранения массы \(m_{\text{в}} = \rho_{\text{в}}\, a\, S_1 = \rho_{\text{в}}\, h\, S_2\), то есть \(a\cdot a^2 = h\cdot 4a^2\). Тогда \[h = \frac{a}{4} = \frac{0{,}1}{4} = 0{,}025~\text{м}.\] Масса второго сосуда с водой \(m_2 + m_{\text{в}} = 0{,}5 + 1 = 1{,}5\) кг.
Похожие задачи
- Лёд с шариком после таяния МОШ 2012/13, 7 кл.
- Коробка с сахаром (1) Максвелл 2014/15, 7 кл.
- Коробка с сахаром (2) Максвелл 2014/15, 8 кл.
- Шприц с лекарством МОШ 2016/17, 8 кл.
- Пластина с отверстиями «Надежда энергетики» 2016/17, 7 кл.
- Откачка жидкостей из стаканов на весах МОШ 2017/18, 7 кл.