Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 2486
2017-03-24 
Сосуд со сливным отверстием вблизи дна заполняется водой. Из отверстия начинает бить струя воды, вначале попадающая в горловину колбы. По мере вытекания струя перестаёт попадать в горловину и колба остаётся незаполненной (см. рисунок). Если сосуд, заполнен -ный водой, закрыть пробкой с трубкой, открытой сверху и погруженной снизу в воду, то струя не уходит от горловины и наполняет колбу доверху. Объясните демонстрируемое явление.
Решение:
Немного модифицируем рисунки, которые шли с условием задачи.
Чем больше перепад давления на входе трубочки и на выход, тем больше скорость воды в струе. Чем больше скорость воды в струе, тем дальше она «бьёт».
Из левого рисунка видно,что скорость струи понижения уровня $v_{2}$ меньше начальной скорости $v_{1}$, так как $h_{2} < h_{1}$. В данном случае перепад давления соответствует высоте столба жидкости равен $\rho g h_{i}$, где $\rho$ — плотность воды, а $i = 1, 2$. Следствием это является, что струя со временем из-за понижения уровня перестаёт попадать в ёмкость.
Во втором случае для формирования струи необходимо, чтобы воздух заполнил верхнюю трубочку и «пробулькивался» через неё, так как вода не сжимаема. Следовательно, в самом нижнем конце трубки устанавливается атмосферное давление и воду «разгоняет» столб жидкости, равный $\rho gh_{3}$, который не меняется до тех пор пока уровень жидкости выше нижнего конца трубки, а следовательно, не меняется скорость на выходе $v_{3}$ и струя воды всё время попадает в ёмкость, наполняя её полностью.
Сосуд со сливным отверстием вблизи дна заполняется водой. Из отверстия начинает бить струя воды, вначале попадающая в горловину колбы. По мере вытекания струя перестаёт попадать в горловину и колба остаётся незаполненной (см. рисунок). Если сосуд, заполнен -ный водой, закрыть пробкой с трубкой, открытой сверху и погруженной снизу в воду, то струя не уходит от горловины и наполняет колбу доверху. Объясните демонстрируемое явление.
Решение:
Немного модифицируем рисунки, которые шли с условием задачи.
Чем больше перепад давления на входе трубочки и на выход, тем больше скорость воды в струе. Чем больше скорость воды в струе, тем дальше она «бьёт».
Из левого рисунка видно,что скорость струи понижения уровня $v_{2}$ меньше начальной скорости $v_{1}$, так как $h_{2} < h_{1}$. В данном случае перепад давления соответствует высоте столба жидкости равен $\rho g h_{i}$, где $\rho$ — плотность воды, а $i = 1, 2$. Следствием это является, что струя со временем из-за понижения уровня перестаёт попадать в ёмкость.
Во втором случае для формирования струи необходимо, чтобы воздух заполнил верхнюю трубочку и «пробулькивался» через неё, так как вода не сжимаема. Следовательно, в самом нижнем конце трубки устанавливается атмосферное давление и воду «разгоняет» столб жидкости, равный $\rho gh_{3}$, который не меняется до тех пор пока уровень жидкости выше нижнего конца трубки, а следовательно, не меняется скорость на выходе $v_{3}$ и струя воды всё время попадает в ёмкость, наполняя её полностью.
