Hai bình hình trụ thông nhau và chứa nước. Tiết diện bình lớn có diện tích gấp 4 lần của hình nhỏ. Đổ dầu vào bình lớn cho tới khi cột dầu cao h=10cm. Lúc ấy mực nước bên bình nhỏ dâng lên bao nhiêu và mực nước bên bình lớn hạ đi bao nhiêu? Trọng lượng riêng của nước và của dầu là d1=10000N/m3, d2=8000N/m3
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Bạn cho biết khối lượng riêng của xăng và nước là bao nhiêu?
Chỉ cho biết trọng lượng riêng là dn=10^4 và dx là 7500 thôi bạn à
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ áp dụng các nguyên tắc về áp suất trong chất lỏng và các công thức về áp suất thủy tĩnh. Ta sẽ làm lần lượt từng phần của bài toán.
### a) Tính độ chênh lệch mực nước trong 2 nhánh
1. **Áp suất do cột dầu trong nhánh nhỏ:**
- Chiều cao cột dầu \( h = 10 \) cm = 0.1 m.
- Khối lượng riêng của dầu \( D_2 = 800 \) kg/m³.
- Áp suất do cột dầu gây ra ở đáy nhánh nhỏ:
\[
P_dầu = D_2 \cdot g \cdot h = 800 \cdot 9.81 \cdot 0.1 = 784.8 \, \text{Pa}
\]
2. **Áp suất này sẽ đẩy nước từ nhánh nhỏ sang nhánh lớn, tạo ra một độ chênh lệch mực nước:**
- Gọi độ chênh lệch mực nước trong hai nhánh là \( \Delta h \).
- Áp suất do cột nước chênh lệch này phải bằng áp suất do cột dầu, vì hai nhánh thông nhau và mức chất lỏng cân bằng ở đáy:
\[
D_1 \cdot g \cdot \Delta h = P_dầu
\]
\[
1000 \cdot 9.81 \cdot \Delta h = 784.8
\]
\[
\Delta h = \frac{784.8}{1000 \cdot 9.81} = 0.08 \, \text{m} = 8 \, \text{cm}
\]
3. **Mực nước ở nhánh lớn và nhánh nhỏ:**
- Mực nước ở nhánh lớn dâng lên một nửa độ chênh lệch này do diện tích nhánh lớn gấp đôi diện tích nhánh nhỏ:
\[
h_\text{dâng lên, nhánh lớn} = \frac{\Delta h}{2} = \frac{8}{2} = 4 \, \text{cm}
\]
- Mực nước ở nhánh nhỏ hạ xuống tương ứng:
\[
h_\text{hạ xuống, nhánh nhỏ} = 4 \, \text{cm}
\]
### b) Đặt một piston có khối lượng lên nhánh lớn để mực nước cân bằng
1. **Để mực nước trong 2 nhánh bằng nhau:**
- Ta cần tạo ra áp suất thêm vào nhánh lớn để cân bằng áp suất do cột dầu trong nhánh nhỏ.
2. **Áp suất cần thêm vào nhánh lớn để cân bằng:**
- Ta phải đẩy nhánh lớn xuống một khoảng \( \Delta h = 8 \, \text{cm} \).
3. **Tính lực cần thêm vào nhánh lớn:**
- Diện tích nhánh lớn \( A_\text{lớn} = 100 \, \text{cm}^2 = 0.01 \, \text{m}^2 \).
- Áp suất thêm vào nhánh lớn để cân bằng áp suất do cột dầu:
\[
P_\text{piston} = D_1 \cdot g \cdot \Delta h = 1000 \cdot 9.81 \cdot 0.08 = 784.8 \, \text{Pa}
\]
4. **Tính khối lượng của piston:**
- Áp suất là lực trên diện tích, do đó:
\[
P_\text{piston} = \frac{F}{A_\text{lớn}}
\]
\[
F = P_\text{piston} \cdot A_\text{lớn} = 784.8 \cdot 0.01 = 7.848 \, \text{N}
\]
- Khối lượng của piston:
\[
m = \frac{F}{g} = \frac{7.848}{9.81} \approx 0.8 \, \text{kg}
\]
Vậy:
a) Độ chênh lệch mực nước trong hai nhánh là 8 cm. Mực nước nhánh lớn dâng lên 4 cm và mực nước nhánh nhỏ hạ xuống 4 cm.
b) Để mực nước trong hai nhánh bằng nhau, cần đặt một piston có khối lượng khoảng 0.8 kg lên nhánh lớn.
Gọi tiết diện của bình lớn là 5S, bình nhỏ là 2S
Đổi 15cm=0,15m
12,5cm=0,125
Thể tích trước khi thông đáy của bình 1 là
V1=5S. 0,15=0,75S (1)
Thể tích trước khi thông đáy của bình 2 là
V2= 2S. 0,125= 0,25S (2)
Thể tích thủy ngân sau khi thông đáy là
V=5S.h+ 2S.h=7S.h (3)
Từ 1 , 2 và 3 ta có
0,25S+ 0,75S= 7S.h
=> S=7S.h
=> h= 1/7m
bên nhỏ là S1 lớn là S2
cân = áp suất
hd.dd=hn.dn
=> hn là đoạn nc ở cột bé dâng lên
thể tích dâng là như nhau
=> s1.hn=s2.h
=> h là chiều cao hạ
Bình thông nhau có hai nhánh A và B.
\(\Rightarrow\)Áp suất tại hai điểm M, N của hai nhánh đó cũng bằng nhau.\(\Rightarrow p_M=p_N\)
\(\Rightarrow d_{nc}\cdot g\cdot h_M=d_{dầu}g\cdot h_N\Rightarrow1\cdot h_M=0,8\cdot20\)
\(\Rightarrow h_M=16cm\)
Độ chênh lệch mực chất lỏng:
\(\Delta h=20-16=4cm\)
a, Gọi diện tích đáy của bình nhỏ là S, của bình lớn là 3S, chiều cao của nước ở bình lớn là h.
Ban đầu, thể tích nước là: \(V=3S.h\)
Sau khi thông đáy thì chiều cao cột nước là h', thể tích nước là: \(V=(3S+S).h'=4S.h'\)
Suy ra: \(3S.h=4S.h'\)
\(\Rightarrow 3h=4h'\)
\(\Rightarrow 3.40=4h'\)
\(\Rightarrow h'=30cm\)
Đáp án:
Δh1 = 1,6cm Δh2 = 6,4cm
Giải thích các bước giải:
Mực nước bên bình lớn hạ đi:
S1=4S2⇔Δh2=4Δh1pA=pB⇔d2.h=d1.h′⇔h′=8000.1010000=8cmΔh1+Δh2=8⇔Δh1+4Δh1=8⇔Δh1=1,6cm�1=4�2⇔Δℎ2=4Δℎ1��=��⇔�2.ℎ=�1.ℎ′⇔ℎ′=8000.1010000=8��Δℎ1+Δℎ2=8⇔Δℎ1+4Δℎ1=8⇔Δℎ1=1,6��
Mực nước ở bình nhỏ dâng lên:
Δh2=4Δh1=4.1,6=6,4cm