Зависимость давления жидкости от глубины. Закон сообщающихся сосудов: Что мы узнали. Вопросы и задания

Что мы узнали

• 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

1. Объясните увеличение давления в жидкости с глубиной.

2. От чего зависит давление жидкости на данной глубине? По какой формуле его можно рассчитать?

3. Расскажите о законе сообщающихся сосудов.

4. В узкое и широкое цилиндрические вёдра налили по 5 л воды. В каком ведре давление воды на дно больше? Объясните ответ.

5. В цилиндрический бидон с площадью дна 100 см² налили 3 л воды. Какое давление оказывает вода на дно бидона?

6. Какой из двух кофейников на рис. 20.10 изображён неправильно? В чём состоит ошибка? Обоснуйте ответ.

Рис. 20.10. Каким кофейником неудобно пользоваться?

Второй уровень

7. Какую массу воды надо налить в бассейн шириной 5 м и длиной 25 м, чтобы её давление на дно стало равным 20 кПа? Учитывайте только давление, создаваемое водой.

8. 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.

9. В цилиндрический сосуд налиты ртуть и вода. Общая высота столба жидкости 20 см. Чему равно давление, создаваемое жидкостями на дно сосуда, если: а) объёмы жидкостей одинаковы; б) массы жидкостей одинаковы?

10. В трёх сообщающихся сосудах — цилиндрическом, расширяющемся кверху и сужающемся кверху — находится вода. Сравните силу давления на дно каждого сосуда с весом воды в этом же сосуде.

11. В U-образной трубке находятся вода и ртуть. Высота слоя воды равна 6,8 см. На сколько уровень поверхности воды выше уровня поверхности ртути?

12. Составьте задачу на зависимость давления жидкости от глубины, ответом которой было бы «100 м».

Домашняя лаборатория

1. Придумайте, как устроить небольшой самодельный фонтан, используя закон сообщающихся сосудов. Можно использовать, например, пластиковую бутылку и резиновую трубку (кусок шланга).

2. 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.