Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 9732
2018-10-28 
Длинный сосуд массы $M$ и внутренним сечением $S_{C}$ лежит на столе. В верхней стенке сосуда имеется небольшое отверстие сечения $S_{пр}$, которое плотно закрыто пробкой. Чтобы вытащить пробку, удерживая сосуд, надо приложить силу $f$. Сосуд заполнили водой и начинают тянуть по горизонтальному столу за открытый конец с большой силой $F$. При каком минимальном значении этой силы пробка выскочит? Расстояние от уровня воды до пробки $X$, а от уровня воды до дна сосуда $L$. Плотность воды $\rho$, трения между сосудом и столом нет.
Решение:
Полная масса сосуда с водой равна $M + \rho S_{X}L$.
Ускорение сосуда $a = \frac{F}{M + \rho S_{C}L }$.
Пусть давление около пробки равно $P$, а атмосферное давление $P_{0}$.
Избыточное давление $P - P_{0}$ по 2-му закону Ньютона обеспечивает ускорение $a$ столбу жидкости длиной $X$ и массой $\rho S_{C}X$:
$(P - P_{0} )S_{X} = \rho S_{X}Xa = \frac{F \rho S_{C}X}{M + \rho S_{C}L }$.
Откуда $(P - P_{0} ) = \rho Xa = \frac{F \rho X}{M + \rho S_{C}L }$.
В предельном случае, когда сила $F$ минимальна, сила, обусловленная действием избыточного давления, равна $f: \rho aXS_{пр} = \frac{F_{min} \rho XS_{пр}}{M + \rho S_{C}L } = f$.
Или $F_{min} = f \frac{M + \rho S_{X}L }{ \rho XS_{пр} }$.
Длинный сосуд массы $M$ и внутренним сечением $S_{C}$ лежит на столе. В верхней стенке сосуда имеется небольшое отверстие сечения $S_{пр}$, которое плотно закрыто пробкой. Чтобы вытащить пробку, удерживая сосуд, надо приложить силу $f$. Сосуд заполнили водой и начинают тянуть по горизонтальному столу за открытый конец с большой силой $F$. При каком минимальном значении этой силы пробка выскочит? Расстояние от уровня воды до пробки $X$, а от уровня воды до дна сосуда $L$. Плотность воды $\rho$, трения между сосудом и столом нет.
Решение:
Полная масса сосуда с водой равна $M + \rho S_{X}L$.
Ускорение сосуда $a = \frac{F}{M + \rho S_{C}L }$.
Пусть давление около пробки равно $P$, а атмосферное давление $P_{0}$.
Избыточное давление $P - P_{0}$ по 2-му закону Ньютона обеспечивает ускорение $a$ столбу жидкости длиной $X$ и массой $\rho S_{C}X$:
$(P - P_{0} )S_{X} = \rho S_{X}Xa = \frac{F \rho S_{C}X}{M + \rho S_{C}L }$.
Откуда $(P - P_{0} ) = \rho Xa = \frac{F \rho X}{M + \rho S_{C}L }$.
В предельном случае, когда сила $F$ минимальна, сила, обусловленная действием избыточного давления, равна $f: \rho aXS_{пр} = \frac{F_{min} \rho XS_{пр}}{M + \rho S_{C}L } = f$.
Или $F_{min} = f \frac{M + \rho S_{X}L }{ \rho XS_{пр} }$.
