Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 14343
2020-10-31 
Цилиндрический стакан высотой $l = 15 см$, площадью поперечного сечения $S = 20 см^{2}$ и массой $m = 0,1 кг$ погрузили в озеро, перевернули под водой вверх дном и в таком положении вынули из воды. Какая работа затраченный на извлечение стакана, если в момент, когда стакан начали вынимать, ее дно находилось на расстоянии $h = 20 см$ от поверхности воды. Атмосферное давление $p_{a} = 10^{5} Па$. Как бы изменилась эта работа, если бы атмосферное давление было меньше в 100 раз? Толщиной стенок и дна стакана пренебрегите.
Решение:
В результате действия атмосферы на воду в конечную момент извлечения стакана она заполнена водой. Работа внешних сил по поднятию стакана теряется на увеличение
потенциальной энергии стакана $mg (h + l)$, и воды $\rho lSg \frac{l}{2}$ (будем считать, что вода в стакан попала с поверхности озера).
$A = mg (h + l) + \frac{1}{2} \rho Sl^{2}g = 0,57 Дж$.
В случае уменьшения атмосферного давления в 100 раз в момент извлечения вся стакан не заполнится водой. Определим уровень $h_{1}$ воды в стакане. По закону сообщающихся сосудов давление в точке А равна давления в точке В.
$p_{A} = p_{B} = \frac{p_{0} }{100}$.
Найдем давление в точке А:
$p_{A} = mgh_{1}$,
отсюда $h_{1} = \frac{p_{0} }{100 \rho g} = 0,01 м$.
Тогда: $A_{1} = mg (h + l) + \rho Sh_{1}g \frac{h_{1} }{2} = 0,45 Дж$.
Цилиндрический стакан высотой $l = 15 см$, площадью поперечного сечения $S = 20 см^{2}$ и массой $m = 0,1 кг$ погрузили в озеро, перевернули под водой вверх дном и в таком положении вынули из воды. Какая работа затраченный на извлечение стакана, если в момент, когда стакан начали вынимать, ее дно находилось на расстоянии $h = 20 см$ от поверхности воды. Атмосферное давление $p_{a} = 10^{5} Па$. Как бы изменилась эта работа, если бы атмосферное давление было меньше в 100 раз? Толщиной стенок и дна стакана пренебрегите.
Решение:
В результате действия атмосферы на воду в конечную момент извлечения стакана она заполнена водой. Работа внешних сил по поднятию стакана теряется на увеличение
потенциальной энергии стакана $mg (h + l)$, и воды $\rho lSg \frac{l}{2}$ (будем считать, что вода в стакан попала с поверхности озера).
$A = mg (h + l) + \frac{1}{2} \rho Sl^{2}g = 0,57 Дж$.
В случае уменьшения атмосферного давления в 100 раз в момент извлечения вся стакан не заполнится водой. Определим уровень $h_{1}$ воды в стакане. По закону сообщающихся сосудов давление в точке А равна давления в точке В.
$p_{A} = p_{B} = \frac{p_{0} }{100}$.
Найдем давление в точке А:
$p_{A} = mgh_{1}$,
отсюда $h_{1} = \frac{p_{0} }{100 \rho g} = 0,01 м$.
Тогда: $A_{1} = mg (h + l) + \rho Sh_{1}g \frac{h_{1} }{2} = 0,45 Дж$.
