2019-11-20
Верхний конец А резиновой трубки закрыт эластичной резиновой пленкой. Трубку заполнили водой и установили вертикально. а) В каком направлении будет прогибаться пленка? б) Каково будет это направление, если трубку согнуть так, как показано на рисунке штриховой линией? (Вода из трубки не выливается.)
Решение:
а) При вертикальном положении трубки сверху на пленку действует атмосферное давление $p_{1} = p_{0}$. На нижнем уровне трубки $p_{2} = p_{0} + \rho_{воз} gh - \rho_{воз}gh$, где $\rho_{воз}$ - плотность воздуха, $\rho_{вод}$ - плотность воды, $h$ - высота трубки.
Так как $\rho_{вод} > \rho_{воз}$, то $p_{0} < p_{1}$ и пленка прогнется книзу,
б) При изогнутой трубке на пленка прогнется книзу. $p_{2} = p_{0}$, а давление на уровне нижнего открытого конца трубки равно:
$p_{2} = p_{0} + \rho_{воз} gh_{1} - \rho_{вод}gh_{1}$,
где $h_{1}$ - разность уровней между закрытым (верхним) и нижним концами трубки. Так как $\rho_{вод} > \rho_{воз}$, то $p_{0} < p_{1}$ и пленка прогнется кверху.
Ответ: а) Вниз; б) вверх.