В одно из колен U-образной трубки с ртутью наливают воду, а в другое — неизвестную жидкость так, что границы раздела ртути с обеими жидкостями находятся на одном уровне. Высота столба воды равна 0,18 м, а неизвестной жидкости — 20 см. Чему равна плотность неизвестной жидкости?
от

1 Ответ

Дано:
1. Высота столба воды (hвода) = 0,18 м
2. Высота столба неизвестной жидкости (hжидкость) = 20 см = 0,20 м
3. Плотность воды (ρвода) ≈ 1000 кг/м³
4. Плотность ртути (ρртуть) ≈ 13600 кг/м³

Найти:
Плотность неизвестной жидкости (ρжидкость).

Решение:

1. Давление на границе раздела ртутью и водой определяется по формуле:
   Pвода = ρвода * g * hвода.

   После подстановки:
   Pвода = 1000 кг/м³ * 9,81 м/с² * 0,18 м ≈ 1765,8 Н/м².

2. Давление на границе раздела ртутью и неизвестной жидкостью определяется аналогично:
   Pжидкость = ρжидкость * g * hжидкость.

   После подстановки:
   Pжидкость = ρжидкость * 9,81 м/с² * 0,20 м.

3. Поскольку границы раздела ртути с обеими жидкостями находятся на одном уровне, давления должны быть равны:
   Pвода = Pжидкость.

4. Приравняем давления:
   1000 кг/м³ * 9,81 м/с² * 0,18 м = ρжидкость * 9,81 м/с² * 0,20 м.

5. Упростим уравнение, сократив 9,81 м/с²:
   1000 кг/м³ * 0,18 м = ρжидкость * 0,20 м.

6. Найдем плотность неизвестной жидкости:
   ρжидкость = (1000 кг/м³ * 0,18 м) / 0,20 м = 900 кг/м³.

Ответ:
Плотность неизвестной жидкости составляет 900 кг/м³.
от