2019-11-20
Широкая толстостенная трубка заполнена водой, а концы ее жестко закрыты пробками Лив. Трубка установлена вертикально. У нижней пробки В в воде имеется пузырек воздуха. Давление $p$ на нижнюю пробку равно давлению столба воды в трубке. Трубку перевернули, и пузырек воздуха оказался вверху. Каким стало давление на пробку A? (Расстояние между пробками считать неизменным, а воду абсолютно несжимаемой.)
Решение:
Согласно условию задачи воздух в пузырьке находится под давлением столба воды в трубке высотой, равной расстоянию между пробками. Это означает, что пробка А на поверхность воды давления не производит и давление воздуха в пузырьке, поскольку он находится у пробки В, также равно $p$. Так как у перевернутой трубки объем пузырька останется прежним (жидкость несжимаема и объем пузырька неизменный), то не изменится и давление воздуха в нем. Таким образом, если до переворачивания трубки давление на поверхность воды было равным нулю, то в перевернутой трубке давление на поверхность воды станет равным $p$. Следовательно, общее давление на пробку А станет равным сумме этих давлений, т. е. $2p$.