Номер 337, страница 88 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Решение

Для того чтобы жидкость переливалась из одного сосуда в другой, должна существовать разность давлений. Жидкость течет из области высокого давления в область низкого. Масса жидкости сама по себе не определяет направление потока в сообщающихся сосудах.

Гидростатическое давление жидкости на любой глубине определяется формулой:

$$p = \rho g h$$

где:

$\rho$ — плотность жидкости,

$\text{g}$ — ускорение свободного падения,

$\text{h}$ — высота столба жидкости.

Проанализируем ситуацию на рисунке:

1. В обоих сосудах находится вода, поэтому плотность $\rho$ одинакова.

2. Сосуды являются сообщающимися, и вода в них установилась на одном уровне, значит, высота столба жидкости $\text{h}$ одинакова для обоих сосудов.

Исходя из формулы, давление, которое оказывает вода в широком сосуде на уровне соединительной трубки, равно давлению, которое оказывает вода в узком сосуде:

$$p_{шир} = p_{узк}$$

Несмотря на то, что масса (и вес) воды в широком сосуде больше, эта сила распределяется по большей площади дна. Давление (сила, деленная на площадь) оказывается таким же, как и в узком сосуде. Так как давления равны и уравновешивают друг друга, вода остается в покое.

Ответ: Вода не переливается, так как движение жидкости в сообщающихся сосудах зависит от давления, а не от массы. Давление столба жидкости зависит только от его высоты и плотности ($p = \rho g h$). Поскольку высоты столбов воды одинаковы, давления в обоих сосудах равны, и система находится в равновесии.