2019-11-20
Сосуд в форме куба с ребром $a = 36 см$ заполнен водой и керосином. Масса воды равна массе керосина. Определите давление жидкостей на дно сосуда. (Толщиной стенок сосуда пренебречь.)
Решение:
Так как масса керосина равна массе воды, то керосин и вода производят одинаковое давление. Выразив давления жидкостей через их плотность и высоту слоев, получим:
$g \rho_{1}h_{1} = g \rho_{1}h_{2}$, (1)
где $\rho_{1}, h_{1}, \rho_{2}, h_{2}$ - плотность и высота слоя соответственно керосина и воды.
Общая высота жидкости в сосуде
$h = h_{1} + h_{2}$. (2)
Исключив из уравнений (1) и (2) $h_{1}$ и решив их совместно относительно $h_{2}$, получим:
$h_{2} = \frac{ \rho_{1}h }{ \rho_{1} + \rho_{2} }$. (3)
Произведя вычисления, найдем $h_{2} = 16 см$.
Давление жидкостей $p = p_{1} + p_{2}$, где $p_{1}$ - давление, создаваемое керосином, и $p_{2}$ - водой. Но $p_{1} = p_{2}$, поэтому $p = 2p_{2} = 2 \cdot 10 Н/кг \cdot 1000 кг/м^{3} \cdot 0,16 м = 2 \cdot 1600 Н/м^{2} = 3200 Н/м^{2} = 3,2 кН/м^{2}$.
Ответ: $3,2 кН/м^{2}$.