Вопрос школьника
Прямокутна посудина місткістю 2 л наповнена наполовину водою
й наполовину — гасом. Дно посудини — квадратної форми
зі стороною 10 см. Який тиск рідин на дно посудини? Яка вага
рідин у посудині?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо знать плотность воды и газа, а также принять во внимание, что давление жидкости на дно посудины зависит от ее глубины и плотности.
Плотность воды при нормальных условиях (температура 20 градусов Цельсия и атмосферное давление) составляет 1000 кг/м³. Плотность газа зависит от его вида и условий, при которых он находится. Например, для воздуха при нормальных условиях плотность составляет около 1,2 кг/м³.
Объем посудины равен 2 литрам, то есть 0,002 м³. Половина объема занята водой, а другая половина — газом. Следовательно, объем воды равен 0,001 м³, а объем газа — также 0,001 м³.
Масса воды в посудине равна ее объему, умноженному на плотность: m = V * ρ = 0,001 м³ * 1000 кг/м³ = 1 кг.
Масса газа зависит от его плотности и объема. Плотность газа в данном случае неизвестна, но можно принять, что его плотность много меньше плотности воды. Поэтому можно считать, что масса газа пренебрежимо мала по сравнению с массой воды.
Давление жидкости на дно посудины зависит от ее глубины и плотности. Глубина жидкости в данном случае равна половине высоты посудины, то есть 10/2 = 5 см = 0,05 м. Давление жидкости на дно посудины можно рассчитать по формуле: P = ρ * g * h, где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения (около 9,81 м/с²), h — глубина жидкости.
P = 1000 кг/м³ * 9,81 м/с² * 0,05 м = 490 Па.
Таким образом, давление жидкости на дно посудины равно 490 Па.
