Сообщающиеся сосуды

1.

Сообщающиеся
сосуды

2. Определение

Сообщающимися сосудами называют сосуды, имеющие общую (соединяющую их)
часть, заполненную покоящейся жидкостью

3. Опыт №1 (с однородной жидкостью)

4.

Опыт №1 (с однородной жидкостью)

5.

Закон сообщающихся сосудов
В с. с. любой формы поверхности
однородной жидкости
устанавливаются на одном уровне
при условии, что давление
воздуха над всеми сосудами
одинаково

6.

Силы давления слева и справа
уравновешивают друг друга и поэтому
жидкость покоится.
F1=F2
F=р*S

7.

P1= P2
P1= ρ1*g*h1
P2= ρ2*g*h2
ρ2 *g*h2 = ρ1*g*h1
ρ2*h2 = ρ1*h1
ρ2 = ρ1
h2 = h1

8.

В сообщающихся сосудах любой
формы и сечения, поверхности
однородной жидкости устанавливаются
на одном уровне.
h2 = h1
h1
h2

9.

Опыт №2 (с неоднородной жидкостью)

10. Опыт №2 (с неоднородной жидкостью)

h2
h
1
А
В

11.

Силы давления слева и справа уравновешивают
друг друга и поэтому жидкость покоится.
F1=F2
F=P*S

12.

P1= P2
P1= ρ1*g*h1
P2= ρ2*g*h2
ρ2 *g*h2 = ρ1*g*h1
ρ2
ρ1
ρ2*h2 = ρ1*h1
ρ1>ρ2
h1< h2

13. Закон сообщающихся сосудов (жидкости неоднородны)

рп = рл
pп=ρ1gh1+pатм
pл=ρ2gh2+pатм
ρ1gh1+ pатм = ρ2gh2+ pатм
ρ1gh1= ρ2gh2
1 h2
2 h
1

14.

В сообщающихся сосудах, содержащих
разные жидкости при равенстве давлений,
высота столба жидкости с большей плотностью
будет меньше высоты столба жидкости с
меньшей плотностью.

15.

p1=p2,
p1=gρ1h1,
gρ1h1=gρ2h2, т.е
p2=gρ2h2 ,
h1:h2=ρ2:ρ1.
Высоты столбов разнородных жидкостей
в сообщающихся сосудах
обратно пропорциональны их плотностям

16.

Повторим изученное:
Сообщающиеся сосуды
гейзер
фонтан
шлюз
водопровод с
водонапорной башней
гидравлический
пресс
водомерные
стекла
артезианский
колодец

17.

Фонтаны
Петергофа

18.

Римлянам был неизвестен закон сообщающихся сосудов.
Для снабжения населения водой они возводили многокилометровые акведуки, водопроводы, доставлявшие
воду из горных источников.

19.

На рисунке представлена схема
водопроводной системы в
небольшом населенном пункте.
Объясните принцип действия
такого водопровода

20.

Для осуществления судоходства на реках, перегороженных плотинами,
создаются специальные инженерные сооружения - шлюзы. Пользуясь
схемой объясните принцип действия этой системы

21.

Это любопытно
«Природный сообщающийся
сосуд».
На материках существуют
участки, расположенные ниже
уровня моря. Моря и
находящиеся на одном уровне
с ними низменности суши
образуют сообщающиеся
сосуды. Вода пытается
выровнять уровни в двух
сосудах, вот почему в
областях, расположенных
ниже уровня моря, очень сыро.
Мертвое море является самым
низким участком суши (392 м
ниже уровня мирового океана).

22.

Вы пришли в магазин с целью приобрести кофейник
для семейного пользования.
А
Б
Какую из предложенных моделей разумнее
выбрать? Почему?

23.

Резервуар парового котла выполнен из прочной стали и непрозрачен. Для
того, чтобы контролировать количество воды в котле создается устройство
изображенное на рисунке. Объясните принцип действия.
Где еще мы встречаемся с подобной системой?

24.

25.

На рисунке показана модель небольшого фонтана.
Какую роль в его функционировании играет закон
сообщающихся сосудов?
анимация

26.

На рисунке изображен артезианский колодец.
Объясните действие такого колодца.

27.

Во время ремонта театрального зала с наклонным
полом возникла необходимость наметить на всех
стенах горизонтальную линию. Предложите наиболее
простое устройство, с помощью которого можно
сделать отметки на одном и том же уровне.

28.

Для чего отводящим трубам кухонной раковины
придают коленчатую форму?

29.

Бытовая сантехническая неприятность, отображенная на рисунке, хорошо знакома
жильцам со стажем (особенно обитателям первого этажа).
Объясните причину наблюдаемого явления.

30.

31.

В сообщающихся сосудах
(см. рис.) находится
холодная вода. В каком
направлении потечет вода
по трубке, соединяющей
сосуды, если их поместить
в теплое помещение.
Ответ обоснуйте.

32.

Шлюзовая камера 2
Шлюзовая камера 1

33.

?
20 cм
В левом колене
сообщающихся сосудов
налита вода, в правом –
керосин. Высота столба
керосина 20 см. Рассчитайте,
на сколько уровень воды в
левом колене ниже верхнего
уровня керосина.

34.

В сообщающихся сосудах
находятся ртуть и вода. Высота
столба воды 68 см. Какой высоты
68 cм
столб керосина следует налить в
левое колено, чтобы ртуть
установилась на одинаковом
уровне?

35.

Докажите, что в сообщающихся сосудах высоты столбов над уровнем
раздела двух разнородных жидкостей обратно пропорциональны
плотностям жидкостей

36.

2
1
1 2

37.

1
2

38.

2

39.

1 gh1 2 gh2
h2
2
1
h1
h2
1
h1 2

40.

В правом колене сс находится пресная вода. Определите какая
жидкость в левом колене.
h2
h1

41.

В сосуде колене А находится спирт, в колене Б – пресная вода.
Высота столба спирта превышает высоту столба воды на 4 см.
Определить высоту столба каждой жидкости.
А
Б
h 4см
?
?

42.

вода
керосин
В сообщающихся сосудах находятся ртуть, вода и керосин. Найдите
высоту столбов воды и керосина, если в правом колене уровень ртути на
1 см выше, чем в левом.
1см
ртуть

43.

После доливания в левое колено U – образной трубки с водой 25 –
сантиметрового слоя легкой жидкости уровень воды в правом колене
поднялся на 10 см. Какова плотность долитой жидкости?

44.

Задачи повышенной
сложности

45.

Концы U-образной трубки на h = 30 см выше уровня воды в ней.
Левую трубку целиком заполнили керосином. Определить высоту
столба H керосина в трубке.
h = 30 см
H
к
е
р
о
с
и
н

46.

Анимация
решения
h = 30 см
H
к gH в g 2( H h)
2 вh
H
50см
2 в к
?
2( Н h )

47.

В цилиндрических сообщающихся сосудах находится ртуть. Площадь
поперечного сечения широкого сосуда в 5 раз больше площади поперечного
сечения узкого сосуда. В узкий сосуд наливают воду, которая образует столб
высотой 34 см. На сколько поднимется уровень ртути в широком сосуде и на
сколько опустится в узком?
S
S
5S
Н = 34 см
5S

48.

S
5S
S
5S
V2
Н = 34 см
V1
V1 V2
h1
S h1 5S h2
h1 5 h2
в gH рт g ( h1 h2 )
Ответ : h2 0,4см
h2
h1 2см

49.

2 ?
1 1200 кг м 3
h2
h1

50.

51.

52.

Для подъема заднего моста
автомобиля к малому поршню
гидравлического домкрата
приложили силу 200 Н. Малый
поршень при этом опустился на
30 см. Площадь малого поршня
2 см2. Площадь большого
поршня 240 см2.
На какую высоту заднее
колесо приподнялось над
дорогой. Какой вес был при
этом поднят? Чему равно
давление масла внутри
домкрата?
S2
S1
h1
h2

53.

Площадь малого поршня 100 см2, большого 10 м2. Какую силу
нужно приложить к малому поршню, чтобы поднять груз
массой 2 т.