Сосуд с водой подвешенный

Будем считать, в соответствии с условием задачи, что скорость воды в сосуде равна нулю, а скорость воды на выходе из отверстия найдем из формулы Торичелли:

За время $\Delta t$ масса воды

$\Delta m = \rho vS \Delta t$ (2)

приобретает скорость $v$.

Для этой массы воды запишем закон Ньютона в виде:

где $\Delta P = \Delta m$ — изменение импульса массы $\Delta m$ за время $\Delta t$, $F$ — действующая на $\Delta m$ сила. Если пренебречь изменением импульса за счет силы тяжести (см. раздел «Законы сохранения импульса и энергии»), то $F$ — сила, действующая на данную массу со стороны жидкости в сосуде.

Подставляя $\Delta m$ из (2) в (3) и воспользовавшись (1), имеем:

$F = 2 \rho g HS$. (4)

В соответствии с третьим законом Ньютона, сила, действующая на воду в сосуде со стороны вытекающей струи, равна $F$ и направлена вверх. Воспользуемся законом Ньютона (условия равновесия) для воды с сосудом при закрытом отверстии:

где $m$ — масса воды с сосудом, $T_<0>$ и $T_<1>$ — силы натяжения веревки.

Источник

Сосуд с водой подвешенный

Задача по физике – 1448

Из крана выливается вода. Начиная с некоторого места диаметр струи уменьшается на протяжении $h$ от $b$ до $c$.

Сколько воды вытечет из крана за время $t$?

Задача по физике – 1449

Из широкого сосуда через узкую цилиндрическую трубку вытекает жидкость плотности $rho$. Как распределены по вертикали давление и скорость жидкости в сосуде и трубке? Давление воздуха $P_<0>$.

Задача по физике – 1450

Сосуд с водой подвешен к потолку. Высота воды в сосуде $H$. На сколько изменится натяжение веревки, если в днище сосуда открыть маленькое отверстие сечения $S$, из которого вытекает вода?

Задача по физике – 1451

Из отверстия в дне высокого сосуда вытекает вода. Сечение сосуда $S_<1>$, сечение струи $S_<2>$. Уровень воды в сосуде перемещается с постоянным ускорением. Найдите это ускорение.

Задача по физике – 1452

Насос должен подавать ежесекундно объем воды $Q$ на высоту $H$ по трубе постоянного сечения $S$. Какова должна быть мощность насоса? КПД насоса $eta$, плотность воды $rho$.

Задача по физике – 1453

По трубе сечением $S$, изогнутой под прямым углом, течет вода со скоростью $v$. Плотность воды $rho$.

Чему равна сила бокового давления в месте закругления трубы?

Задача по физике – 1821

Как вы думаете, справедлив ли закон сообщающихся Сосудов (однородная жидкость в сообщающихся сосудах имеет один и тот же уровень), если в одном из сосудов на поверхности жидкости находится некоторый поплавок (капиллярность не учитывать)?

Задача по физике – 1822

Достаточно длинная открытая снизу трубка с плотно пригнанным поршнем, который может все же двигаться по трубке без трения, находится под водой и удерживается с помощью веревки (рис.). Верхний конец трубки над поршнем пустой. Как зависит сила натяжения веревки от глубины погружения трубки в воду?

Задача по физике – 1823

Ведро, имеющее массу $m$, вместимость $V$, вытаскивают с водой из колодца. Плотность материала, из которого сделано ведро, равна $rho$, плотность воды $rho_<в>$. Какую силу необходимо приложить для подъема этого ведра, пока оно находится под водой и когда его вытащили из воды? Сопротивление воды движению ведра не учитывать.

Задача по физике – 1824

Для того чтобы поднять уровень жидкости в сосуде на Высоту $h$ с помощью насоса, надо совершить некоторую работу. Изменится ли необходимая для этой же цели работа, если на поверхности жидкости плавает какое-нибудь тело?

Задача по физике – 1825

Изменится ли осадка парохода, перешедшего из северных вод в экваториальные, вследствие изменения ускорения свободного падения с широтой?

Задача по физике – 1826

Как зависит подъемная сила аэростата от температуры, при которой производится его подъем?

Задача по физике – 1827

Когда объясняют опыт со взвешиванием воздуха, [иногда говорят, что сначала взвешивают колбу с воздухом, а затем, после откачки воздуха из колбы, взвешивают одну колбу. Разность показаний весов в первом и втором случаях и составляет массу воздуха в объеме колбы. Правильно ли такое толкование опыта по взвешиванию воздуха?

Задача по физике – 1828

Можно ли измерить плотность воздуха, взвешивая мягкий воздухонепроницаемый мешок сначала пустой (сжатый), а потом наполненный воздухом? Объем мешка в наполненном Состоянии известен.

Источник

Сосуд с водой подвешенный

На рычажных весах с помощью динамометра уравновешены груз и банка с водой (см. рисунок). Нить заменяют на более длинную, в результате чего груз оказывается полностью погружённым в жидкость, не касаясь при этом дна сосуда. Как в результате изменяются следующие физические величины: сила натяжения нити, на которой подвешен груз; сила давления жидкости на дно сосуда; удлинение пружины динамометра?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

A) Сила натяжения нити, на которой подвешен груз

Б) Сила давления жидкости на дно сосуда

B) Удлинение пружины динамометра

3) Не изменяется

Пока груз висел, на него действовали только сила тяжести и сила натяжения нити, они уравновешивали друг друга После того, как груз опустили в жидкость, на него стала действовать также выталкивающая сила Архимеда В результате сила натяжения нити уменьшается (А — 2).

Сила Архимеда возникает за счет силы давления жидкости на груз. По третьему закону Ньютона, раз вода толкает груз вверх, груз толкает воду вниз, тем самым он создает дополнительное давление на дно сосуда (иными словами, груз вытесняет жидкость, ее уровень в банке повышается, а значит увеличивается и давление ), тем самым сила давления жидкости на дно сосуда увеличивается (Б — 1).

Определим, наконец, что произойдет с показаниями динамометра. Заметим, что на правое плечо весов действует суммарный вес банки и груза. При погружении груза в жидкость этот вес никак измениться не может, поэтому в результате погружения весы останутся в равновесии, а значит, удлинение пружины динамометра останется прежним (В — 3).

Источник