ГДЗ по физике, 7 класс, Белага, номер 32.1: Сообщающиеся сосуды

Сообщающиеся сосуды — это сосуды, соединённые между собой трубкой или каналом так, что жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой. Нам нужно определить, какое именно свойство жидкости обеспечивает выравнивание уровней во всех частях такой системы при её покое.

Рассмотрим однородную жидкость, налитую в систему сообщающихся сосудов. Если бы уровни жидкости в разных коленах были разными, то давление на уровне дна соединительного канала было бы неодинаковым. Согласно основному закону гидростатики, давление в покоящейся жидкости зависит от глубины погружения точки:

где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — высота столба жидкости над рассматриваемой точкой.

Если уровень в одном сосуде выше, чем в другом (h₁>h₂), то давление со стороны более высокого столба будет больше (p₁>p₂). Из-за этой разницы давлений жидкость начнёт перетекать из сосуда с большим давлением в сосуд с меньшим давлением до тех пор, пока давления не уравняются. Равенство давлений достигается только тогда, когда высоты столбов жидкости становятся одинаковыми: h₁=h₂.

Таким образом, принцип действия сообщающихся сосудов основан на том, что в однородной покоящейся жидкости давление на одном и том же горизонтальном уровне одинаково . Именно это свойство заставляет жидкость стремиться к состоянию равновесия, при котором свободные поверхности во всех сообщающихся сосудах устанавливаются на одной высоте (при условии, что форма сосудов не влияет на капиллярные явления).