Question

В одне коліно U-подібної трубки площею поперечного перерізу 1,5 см2 налили воду масою 75 г. Якої висоти має бути стовпчик нафти, налитої в інше коліно ? Густина нафти 800 кг/м3 .

Answer 1

Дано:

S1 = 1.5 см2 = 0.00015 м2

m = 75 грамм = 0.075 кг

h (нефть) = ?

ро (нефть) = 800 кг/м3

Решение:

Для начала составим пропорцию

h1     pо2

---- = ------

h2    ро1

____________________________

h1 = p / (ро * g)

p = F1 / S1

F = m * g

F = 0.075 кг * 10 м/с2 = 0.75 Н

p = 0.75 Н / 0.00015 м2 = 5000 Па

h1 = 5000 Па / 10000 = 0.5 м

То есть, пропорция такова:

0.5 м     800 кг/м3

--------- = ---------------

х м         1000 кг/м3

Отсюда: х = 0.5 м * 1000 кг/м3 / 800 кг/м3 = 0.625 м

Ответ: 0.625 м

Answer 2

Для вирішення цієї задачі нам знадобиться використовувати принцип Архімеда, який стверджує, що вага рідини, витісненої потопаючим тілом, дорівнює вазі цього тіла. В даному випадку ми можемо використовувати цей принцип для визначення висоти стовпчика нафти.

Спочатку переведемо масу води в кількість речовини (маса/густина): Маса води = 75 г Густина нафти = 800 кг/м³ = 800000 г/м³

Об'єм води = Маса води / Густина води = 75 г / 1000 г/м³ = 0,075 л (1 л = 1000 см³)

Тепер ми знаємо об'єм води, який ми влили в одне коліно U-подібної трубки.

Об'єм води = Об'єм нафти

Тепер ми можемо визначити висоту стовпчика нафти в іншому коліні трубки. Площа поперечного перерізу одного коліна дорівнює 1,5 см².

Об'єм нафти = Площа поперечного перерізу * Висота нафти 0,075 л = (1,5 см²) * Висота нафти

Тепер переведемо площу поперечного перерізу в квадратні сантиметри в квадратні метри (1 м² = 10^4 см²):

1,5 см² = 1,5 * 10^(-4) м²

Тепер ми можемо визначити висоту нафти:

0,075 л = (1,5 * 10^(-4) м²) * Висота нафти

Висота нафти = 0,075 л / (1,5 * 10^(-4) м²) = 500 м

Отже, висота стовпчика нафти в іншому коліні трубки має бути 500 метрів.