Давление жидкости увеличивается с глубиной: на глубине h давление жидкости р = ρgh, где ρ — плотность жидкости.
Закон сообщающихся сосудов: в сообщающихся сосудах, в которые налита одна и та же жидкость, поверхность жидкости находится на одном уровне.
Если в сообщающихся сосудах находятся разные жидкости, то уровень жидкости выше в сосуде, содержащем жидкость с меньшей плотностью.
Вопросы и задания
Первый уровень
Почему давление жидкости с глубиной увеличивается?
По какой формуле можно рассчитать давление жидкости на данной глубине?
Сформулируйте закон сообщающихся сосудов.
В узкое и широкое ведра цилиндрической формы налили по 5 л воды в каждое. В каком ведре давление на дно больше?
В цилиндрический сосуд с площадью дна 100 см2 налили 3 л воды. Какое давление оказывает вода на дно сосуда?
Какой из двух кофейников на рис. 20.10 изображен неправильно? В чем состоит ошибка? Обоснуйте ваш ответ.
Рис. 20.10. К заданию 6
Второй уровень
Какой должна быть масса воды в бассейне шириной 5 м и длиной 25 м, чтобы давление воды на дно было равным 20 кПа? Учитывайте только давление, создаваемое водой.
В стакан с водой опустили карандаш, не касаясь им дна. Изменилось ли, а если изменилось, то как, давление на дно стакана? Рассмотрите два случая: а) первоначально стакан был наполнен доверху; б) первоначально стакан был наполнен не доверху.
В цилиндрический сосуд налиты ртуть и вода. Общая высота столба жидкости 20 см. Чему равно давление на дно сосуда, создаваемое жидкостями, если: а) объемы жидкостей одинаковы; б) массы жидкостей одинаковы?
В трех сообщающихся сосудах — цилиндрическом, расширяющемся кверху и сужающемся кверху — находится вода. Сравните силу давления на дно каждого сосуда с весом воды в этом же сосуде.
В U-образной трубке находятся вода и ртуть. Высота слоя воды равна 6,8 см. Насколько уровень поверхности воды выше уровня поверхности ртути?
Составьте задачу на тему «Зависимость давления жидкости от глубины», чтобы ответ у задачи был: «100 м».
Домашняя лаборатория
Придумайте, как устроить небольшой самодельный фонтан, используя закон сообщающихся сосудов. Можно использовать, например, пластиковую бутылку и резиновую трубку (кусок шланга).
С помощью резиновой трубки и двух пластиковых бутылок с отрезанным дном сделайте самодельный уровень — прибор, с помощью которого можно проверить, что две точки (например, два гвоздика в стене) находятся на одной горизонтали. Убедитесь, что при поднимании или опускании одной из бутылок вода переливается из одной бутылки в другую, подчиняясь закону сообщающихся сосудов.
