Трубки с жидкостью

Трубки с жидкостью – 1

В этой статье мы будем разгонять разнообразной формы трубки, наполненные различными жидкостями, и наблюдать, как из них выливается часть содержимого. Эти задачи часто присутствуют на разного рода олимпиадах по физике. Вращать трубки мы тоже будем, в следующей статье.

Задача 1. («Физтех», 2016, 9) Тонкая Г-образная трубка постоянного внутреннего сечения полностью заполнена ртутью (см. рисунок). Горизонтальное колено трубки закрыто с одного конца и имеет длину $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ см. Вертикальное колено высотой $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ см открыто в атмосферу. Атмосферное давление $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ мм рт. ст. Ртуть начинает выливаться, если трубку двигать вдоль горизонтального колена с постоянным ускорением, не меньшим чем $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .

1) Найти давление (в мм рт. ст.) в середине горизонтального колена при движении с ускорением $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .
2) Найти длину вылившегося слоя ртути при движении с ускорением $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .

Рисунок 1

Решение.

Показать

Задача 2. («Физтех», 2016, 9) Тонкая $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ -образная трубка постоянного внутреннего сечения с горизонтальным коленом длиной $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ и двумя одинаковыми вертикальными коленами, открытыми в атмосферу, заполнена водой не полностью (см. рисунок). В каждом вертикальном колене остается слой воздуха длиной $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ . Вода начинает выливаться, если трубку двигать вдоль горизонтального колена с постоянным ускорением, не меньшим, чем некоторая величина $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .

1) Найти ускорение $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .

2) Найти длину вылившегося слоя воды при движении с ускорением $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .

Горизонтальное колено остаётся всегда заполненным водой.

Рисунок 2

Решение.

Показать

Задача 3. («Физтех», 2016, 10) Тонкая Г-образная трубка постоянного внутреннего сечения полностью заполнена ртутью (см. рисунок). Горизонтальное колено трубки закрыто с одного конца. Вертикальное колено высотой $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ мм открыто в атмосферу. Атмосферное давление $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ мм рт. ст. Ртуть начинает выливаться, если трубку двигать вдоль горизонтального колена с постоянным ускорением, не меньшим чем $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ . При движении трубки с некоторым ускорением $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ , большим $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ , выливается слой ртути длиной $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ см.

1) Найти длину $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ горизонтального колена.

2) Найти ускорение $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .

Рисунок 3

Решение.

Показать

Задача 4. (‹Физтех», 2016, 10) Тонкая $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ -образная трубка постоянного внутреннего сечения с горизонтальным коленом длиной $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ и двумя одинаковыми вертикальными коленами, открытыми в атмосферу, заполнена водой не полностью (см. рисунок). В каждом вертикальном колене остаётся слой воздуха. Вода начинает выливаться, если трубку двигать вдоль горизонтального колена с постоянным ускорением, не меньшим, чем $Подготовка к ГИА, ОГЭ, ЕГЭ$ .