Жидкость на жидкости

Некоторые жидкости, например, масло, вода, ртуть, не смешиваются между собой. Если налить такие жидкости в один сосуд, то они будут располагаться слоями одна над другой. При этом внизу будет находиться жидкость, имеющая наибольшую плотность. Так, если на­лить в один сосуд воду и ртуть, то слой ртути будет снизу, а слой воды – сверху. Если же налить в один сосуд воду и подсолнечное масло, то снизу будет вода, а сверху масло.

Автор:На поверхности воды в сосуде плавает деревянный кубик (рис. 29.6,а). Изменится ли глубина погружения кубика в воду, если сверху налить слой подсолнечного масла (рис. 29.6,б)?

 

а) б) в)

Рис. 29.6

 

Читатель: Я думаю, глубина погружения кубика в воду не изменится, ведь на­литое масло будет давить на кубик только с боков, а сверху и снизу ни­каких новых сил не появится.

Автор: Не совсем так. Слой масла окажет давление на поверхность воды, и это давление по закону Паскаля передастся во все точки под водой без изменения. А значит, это дополнительное давление передастся и нижнему осно­ванию кубика (рис. 29.6,в). Следовательно, появится дополнительная сила, действу­ющая снизу вверх на нижнее основание кубика. Ясно, что под действием этой силы он немного поднимется вверх, и глубина его погружении в воду уменьшится.

Пусть теперь деревянный кубик плавает на границе раздела между слоями воды и масла, как показано на рис. 29.6,б. Изменится ли глубина погружения кубика в воду, если сверху еще долить масла?

Читатель: Я думаю, да. Кубик будет подниматься над поверхностью воды, ведь чем больше толщина слоя масла, тем большее давление масло бу­дет оказывать на поверхность воды, а значит, тем больше будет сила давления на нижнюю грань кубика.

Автор: А вот и нет! Действительно, на нижнюю грань кубика давление возрастет, но ведь на столько же возрастет давление и на верхнюю грань кубика. Поэтому результирующая добавка будет равна нулю.

Задача 29.4.Поверх ртути в сосуде налита вода. Кусок гранита объёмом V = 120 см3 плавает у границы раздела этих жидкостей, при этом гранит полностью накрыт водой (рис. 29.7). Какой объём гранита V1 погружен в воду?

 

V = 120 см3 Решение. Плотности: гранита rт = 2,7 г/см3, воды r1 = 1,000 г/см3, ртути r2 = 13,6 г/см3. Запишем условие плавания гранита: FA = Fт. Сила Архимеда в этом случае состоит из двух сил: силы Архимеда , действующей на гранит со стороны воды, и силы Архимеда , действующей на гранит со стороны ртути. Общая сила Архимеда составит: FА = + = .
V1 = ?
  Рис. 29.7

Сила тяжести, действующая на гранит, Fт = ттg = rтVg.

. (1)

Учтём, что V = V1 + V2 Þ V2 = V – V1. Подставим в формулу (1) значение V2 = V – V1 и решим полученное уравнение относительно V1:

. (2)

Подставим численные значения:

= =

= 103,8 см3 » 1,0×102 см3.

Ответ: » 1,0×102 см3.

СТОП! Решите самостоятельно: А3, В19, С15.








Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 2828;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.