2020-10-12
В дне цилиндрического сосуда просверлили дырку, площадь которой $S_{0}$, и вставили в эту дыру трубку. Сосуд поставили на ровную поверхность дном вверх и в трубку налили воды. К какой максимальной высоты можно наливать воду, чтобы она не вытекала? Масса сосуда с трубкой $m$, высота ее $h$, а площадь дна $S$.
Решение:
На сосуд с трубкой в момент отрыва от опоры (зишкае сила реакции) действуют: силы притяжения $mg$ вниз, сила давления на дно сосуда $F_{т} = p(S - S_{0})$, силы давления на боковые поверхности скомпенсированы
$\sum F_{б} = 0$.
Условие равновесия имеет вид:
$mg = p(S - S_{0} ) = \rho gH (S - S_{0})$, отсюда
$h + H = h + \frac{m}{ \rho (S - S_{0} ) }$
- высота от поверхности опоры, к которой можно наливать воду, чтобы она не вытекала. Учтено, что гидростатическое давление воды на уровне дна сосуда $p = \rho gH$. Атмосферное давление не учтены, так как он действует, как на внешнюю так и на внутреннюю поверхности (по закону Паскаля).