Сообщающиеся сосуды 7 класс 41 параграф учебник физики - Задачник Пёрышкин

На рисунке 116 изображены два сосуда, соединённые между собой  резиновой трубкой. Такие сосуды называют сообщающимися. Лейка, чайник,  кофейник — примеры сообщающихся сосудов (рис. 117). Из опыта мы знаем,  что вода, налитая, например, в лейку, стоит всегда в резервуаре лейки и в  боковой трубке на одном уровне.  
2. Как располагаются поверхности однородной жидкости в сообщающихся сосудах?  
3. Как располагаются поверхности разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах?  

С сообщающимися сосудами можно проделать следующий простой опыт. В  начале опыта (рис. 116, а) резиновую трубку в середине зажимают и в  одну из трубок наливают воду. Затем зажим открывают, и вода начинает  перетекать в другую трубку до тех пор, пока поверхности воды в обеих  трубках не установятся на одном уровне (рис. 116, б). Можно закрепить  одну из трубок в штативе, а другую поднимать, опускать или наклонять в  стороны. И в этом случае, как только жидкость успокоится, её уровни в  обеих трубках будут одинаковыми (рис. 116, в).  

В сообщающихся сосудах любой формы и сечения поверхности  однородной жидкости устанавливаются на одном уровне (при условии, что  давление воздуха над жидкостью одинаково) (рис. 118).  

Это можно обосновать следующим образом. Жидкость покоится, не  перемещаясь из одного сосуда в другой (см. рис. 116). Значит, давления в  обоих сосудах на любом уровне одинаковы. Жидкость в обоих сосудах одна и  та же, т. е. имеет одинаковую плотность. Следовательно,  должны быть одинаковы и её высоты. Когда мы поднимаем один сосуд  или доливаем в него жидкость, то давление в нём увеличивается и жидкость  перемещается в другой сосуд до тех пор, пока давления не станут  одинаковыми.  

Примером сообщающихся сосудов могут служить шлюзы, которые  воздвигают для прохода судов в обход плотин гидроэлектростанций, или  каналы, соединяющие реки (рис. 122).  

Если в один из сообщающихся сосудов налить жидкость одной  плотности, а во второй — другой, то при равновесии уровни этих жидкостей  не будут одинаковыми. И это понятно. Мы ведь знаем, что давление  жидкости на дно сосуда прямо пропорционально высоте столба и плотности  жидкости. А в этом случае плотности жидкостей различны, поэтому высоты  столбов этих жидкостей будут различны.  

При равенстве давлений высота столба жидкости с большей плотностью будет меньше высоты столба жидкости с меньшей плотностью (рис. 119).  

Вопросы

1. Какие примеры сообщающихся сосудов вы можете привести?

Упрожнение 18

1. На рисунке 120 показано водомерное стекло парового котла, где 1 —  паровой котёл, 2 — краны, 3 — водомерное стекло. Объясните действие  этого прибора.

2. На рисунке 121 изображён артезианский колодец в разрезе.  Почва, суглинок и песок легко пропускают воду. Глина и известняк,  наоборот, водонепроницаемы. Объясните действие такого колодца.

3. Докажите, что в сообщающихся сосудах высоты столбов над  уровнем раздела двух разнородных жидкостей (см. рис. 119) обратно  пропорциональны плотностям жидкостей.  

У к а з а н и е. Используйте формулу для расчёта давления жидкости.  

4. Изменится ли расположение жидкости (см. рис. 116), если правый  сосуд будет шире левого; уже левого; если сосуды будут иметь разную  форму?  

Задание

1. Подумайте, как можно простым способом устроить фонтан  где-нибудь в парке или во дворе. Начертите схему такого устройства и  объясните принцип его действия. Изготовьте модель фонтана.  

2. На рисунке 122, (а) дана схема устройства шлюза, а на рисунке  122, (б) — схема шлюзования судов. Рассмотрите рисунки и объясните  принцип действия шлюзов. Какое явление используется в работе шлюзов?  

3. В два сосуда налита вода (рис. 123). В каком сосуде давление воды на дно больше и на сколько, если h₁ = 40 см, a h₂ = 10 см? В каком направлении и до каких пор будет переливаться вода, если открыть кран?