Труба в жидкости

Question

Полую трубу с очень тонкими стенками удерживают в вертикальном положении. Нижний конец трубы погружён в сосуд с жидкостью 1 плотностью $\rho_1=1{,}2$ г/см$^3$. Снизу к торцу трубы плотно прилегает цилиндрическая пластина плотностью $\rho=0{,}52$ г/см$^3$. Она опирается о стенки трубы, но никак не закреплена и держится только за счёт давления жидкости 1. Площадь сечения и трубы, и пластины $S=10{,}2$ см$^2$. Изнутри труба заполнена жидкостью 2 плотностью $\rho_2=0{,}88$ г/см$^3$. Высота жидкости 1 в сосуде $h_1=69{,}3$ см, жидкости 2 в трубе $h_2=53{,}8$ см, толщина пластины $h=14{,}7$ см, расстояние от нижней поверхности пластины до дна $h_3=7{,}5$ см. Атмосферное давление $p_А=101{,}36$ кПа. Определите:

Давление $p_1$ в жидкости 1 у дна сосуда.
Давление $p_2$ в жидкости 2 у верхней поверхности пластины.
Давление $p_{2a}$ в жидкости 1 у верхней поверхности пластины.
С какой силой $F$ пластина давит на трубу.
Максимальную высоту $h_{max}$ жидкости 2 в трубе, при которой она ещё не будет выливаться в сосуд.

Ответы вводите с точностью не хуже, чем до десятой процента. Ускорение свободного падения примите равным $9{,}8$ м/с$^2$.

Accepted Answer

1) $p_1 = 109{,}51 \pm 0{,}22$ кПа; 2) $p_2 = 107{,}00 \pm 0{,}21$ кПа; 3) $p_{2a} = 106{,}90 \pm 0{,}21$ кПа; 4) $F = 1{,}9164 \pm 0{,}0038$ Н; 5) $h_{max} = 75{,}586 \pm 0{,}15$ см.

Труба в жидкости

Похожие задачи