Упражнение 34 ГДЗ 7 класс (2022) (Физика)

На рисунке прибор представляет собой два сообщающихся сосуда: паровой котел и водомерное стекло. В обоих сосудах находится вода. Оценить объем воды в паровом котле можно благодаря тому, что свободные поверхности находятся на одном уровне.
2. На рисунке изображен артезианский колодец. Слой земли 2 состоит из песка или другого материала, легко пропускающего воду. Слои 1 и 3, наоборот, водонепроницаемы. Объяните действие такого колодца.
Вся система это есть сообщающиеся сосуды. Вода из слоя 2 свободно выходит на поверхность, благодаря водонепроницаемости слоев 1 и 3.
3. Докажите, что в сообщающихся сосудах высоты столбов над уровнем раздела двух разнородных жидкостей обратно пропорциональны плотностям жидкостей. Используйте формулу для расчета давления жидкости.
Если в одно колено сообщающихся сосудов налить одну жидкость, а в другое – другую, то при равенстве давлений на уровне АВ, уровни этих жидкостей не будут одинаковыми. Известно, что давление жидкости на дно сосуда прямо пропорционально высоте столба и плотности жидкости. В данном случае плотности жидкостей различны, а значит и высота столбов данных жидкостей будет различной.
4. Подумайте как можно было бы наиболее простыми средствами устроить фонтан где-нибудь в парке или во дворе. Начертите схему такого устройства и объясните его действие.
Нужно взять два сообщающихся сосуда, один должен находиться на возвышении, другой ниже. В первый наливаем воду, из второго она будет фонтан.
5. На первом рисунке представлен шлюз канала, а на втором — схема шлюзования сосудов. Рассмотрите рисунки и объясните действия шлюзов. какое явление используется в работе шлюзов?
Явление – сообщающиеся сосуды. Заполняя или сливая секции шлюза, можно изменить положение корабля, относительно уровня моря.

Решение

1. Водомерное стекло и паровой котёл образуют сообщающиеся сосуды. Так как в обоих сосудах находится одна и та же жидкость — вода, её уровни устанавливаются на одной высоте. Поэтому по уровню воды в стекле можно судить об уровне воды в котле.

2. Артезианский колодец также работает как система сообщающихся сосудов. Водонепроницаемые слои 1 и 3 не дают воде уходить в стороны и вниз, а водоносный слой 2 находится под давлением. Поэтому вода поднимается по скважине и может выходить на поверхность.

3. В сообщающихся сосудах давления на одном уровне равны:

$$p_1=p_2$$

Давление столба жидкости определяется формулой:

$$p=\rho gh$$

Следовательно, для двух жидкостей:

$$\rho_1gh_1=\rho_2gh_2$$

Сокращая на $$g$$, получаем:

$$\rho_1h_1=\rho_2h_2$$

Отсюда:

$$\frac{h_1}{h_2}=\frac{\rho_2}{\rho_1}$$

Значит, высоты столбов жидкостей обратно пропорциональны их плотностям.

4. Простейший фонтан можно устроить с помощью двух сообщающихся сосудов, один из которых расположен выше другого. В верхний сосуд наливают воду, и под действием силы тяжести она по трубке перетекает вниз и вытекает струёй, образуя фонтан.

5. В шлюзах используется явление сообщающихся сосудов. Камеру шлюза заполняют водой или, наоборот, сливают её, пока уровень воды в шлюзе не станет равным уровню воды в соседнем участке канала. После этого ворота открывают, и судно переходит в камеру или из неё на другой уровень.