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 см. Вертикальное колено высотой
см открыто в атмосферу. Атмосферное давление
мм рт. ст. Ртуть начинает выливаться, если трубку двигать вдоль горизонтального колена с постоянным ускорением, не меньшим чем
.
1) Найти давление (в мм рт. ст.) в середине горизонтального колена при движении с ускорением .
2) Найти длину вылившегося слоя ртути при движении с ускорением .

Рисунок 1
Решение.
Задача 2. («Физтех», 2016, 9) Тонкая -образная трубка постоянного внутреннего сечения с горизонтальным коленом длиной
и двумя одинаковыми вертикальными коленами, открытыми в атмосферу, заполнена водой не полностью (см. рисунок). В каждом вертикальном колене остается слой воздуха длиной
. Вода начинает выливаться, если трубку двигать вдоль горизонтального колена с постоянным ускорением, не меньшим, чем некоторая величина
.
1) Найти ускорение .
2) Найти длину вылившегося слоя воды при движении с ускорением .
Горизонтальное колено остаётся всегда заполненным водой.

Рисунок 2
Решение.
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 мм открыто в атмосферу. Атмосферное давление
мм рт. ст. Ртуть начинает выливаться, если трубку двигать вдоль горизонтального колена с постоянным ускорением, не меньшим чем
. При движении трубки с некоторым ускорением
, большим
, выливается слой ртути длиной
см.
1) Найти длину горизонтального колена.
2) Найти ускорение .

Рисунок 3
Решение.
Задача 4. (‹Физтех», 2016, 10) Тонкая -образная трубка постоянного внутреннего сечения с горизонтальным коленом длиной
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
.
1)Найти длину слоя воздуха в одном вертикальном колене, когда трубка покоится.
2)Найти длину вылившегося слоя воды при движении с ускорением .
Горизонтальное колено остаётся всегда заполненным водой.

Рисунок 4
Решение.
Комментариев - 3
Формула в 3-ей задаче перекрыта рисунком 3!
А почему в первой задаче сказано что Когда ртуть начнет выливаться, вертикальный столбик будет оставаться таким же по высоте, а вот горизонтальный укоротится. Поэтому при составлении второго закона мы учтем, чт о масса горизонтального столба теперь другая. Все же будет как раз наоборот.
Когда будем двигать трубку вправо с ускорением, ртуть начнет “вжимать” в левую сторону. А там трубка сверху открыта и ртути есть, куда сбежать. В правой же части сосуда ртуть “отступит” от стенки и образуется вакуум.