F-ускорение
8/10F-образную трубку целиком заполнили ртутью, как показано на рисунке. Длина каждого колена трубки равна \(L = \dfrac{p_0}{3\rho g}\), где \(p_0\) "— атмосферное давление, \(\rho\) "— плотность ртути, \(g\) "— ускорение свободного падения. Трубку начинают двигать горизонтально с плавно возрастающим ускорением \(a\) (см. рисунок). Площадь сечения трубки \(S\) мала (\(\sqrt{S} \ll L\)). Давлением паров ртути можно пренебречь.
Определите объём вылившейся из трубки ртути, когда ускорение станет равным \(g\). Чему равно давление ртути на левом конце горизонтальной части трубки в этот момент времени?
Рассчитайте суммарный объём воздуха в трубке при ускорении, равном \(3g\). Приведите схематический рисунок распределения ртути в трубке.
Ответьте на вопросы пункта б) для случая \(a = 4g\).
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаВ ускоренно движущейся трубке давление в ртути растёт вдоль направления, противоположного ускорению, на \(\rho a\) на единицу длины. Следите за тем, где давление на конце столбика упало бы ниже нуля: там ртуть оторвётся и образуется воздушная полость.
Ответ1) \(V_1 = Sl\), \(p = 2\rho g l\); 2) \(V_{\text{в2}} = \dfrac{5}{3}Sl\); 3) \(\dfrac{7}{4}Sl\).