Просто о физике, математике, электротехнике
Просто о физике, математике, электротехнике
Категория: Давление, Олимпиадная физика

Трубки с жидкостями – 4: определяем давление при вращении.

В этой серии вышли уже 4 статьи. В первых двух мы разгоняли трубки с жидкостями, в третьей – вращали. Продолжаем разбирать эту тему.


Задача  5.  («Физтех», 2012) Изогнутая трубка состоит из одного горизонтального колена и двух вертикальных колен. Трубка укреплена на платформе, вращающейся с постоянной угловой скоростью \omega  вокруг вертикальной оси (см. рисунок). Вертикальные колена находятся на расстояниях R и 4R от оси вращения. Найдите установившуюся разность уровней (по высоте) налитой в трубку воды h в её вертикальных коленах. Диаметр трубки значительно меньше её длины.

Рисунок 1

Решение.

Показать


Задача  6. («Физтех», 2014, 10-11) Тонкая изогнутая трубка с одним горизонтальным коленом и двумя вертикальными коленами укреплена на платформе, вращающейся вокруг вертикальной оси (см. рисунок). Вертикальные колена находятся на расстояниях l_1=15 см и l_2=25 см от оси вращения. Установившаяся разность уровней (по высоте) налитой в трубку воды оказалась h=10 см. Найдите угловую скорость вращения платформы. Ускорение свободного падения 10 м/с2. Ответ выразить в с^{-1}. Если ответ не целый, то округлить до сотых.

Рисунок 2

Решение.

Показать


Задача  7. (Всеросс. , 2014, РЭ, 9) В тонкой П-образной трубке постоянного сечения находятся вода и ртуть одинаковых объёмов. Длина горизонтальной части трубки l= 40 см. Трубку раскрутили вокруг колена с водой (см. рисунок), и оказалось, что уровни жидкостей в трубке одинаковы и равны h= 25 см. Пренебрегая эффектом смачивания, определите период  T вращения трубки.

Справочные данные: ускорение свободного падения g = 9,8 м/с^2,
плотности воды и ртути равны \rho_0 = 1,0 г/см^3 и\rho = 13,5 г/ см^3 соответственно.

Рисунок 3

Решение.

Показать

Задача  8. (Всеросс., 2012, финал, 10) Замкнутая стеклянная трубка с отводом, погружённым в открытый сверху сосуд  со ртутью, в верхней своей части содержит столбик воздуха. Его границы со ртутью находятся на расстоянии R от оси симметрии системы (рис.). Определите, с какой угловой скоростью нужно вращать систему вокруг этой оси, чтобы давление воздуха изменилось в n раз. Начальное давление воздуха p_0, плотность ртути \rho, её уровень в сосуде можно считать неизменным.

Решение.

Рисунок 4

Показать

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *