Цилиндрический сосуд с площадью дна s0=100 см2 заполнена водой. сосуд закрывают тонким металлическим поршнем с отверстием, в который вставлена вертикальная трубка. какая высота столба воды в трубке, когда поршень находится у равновесии. маса поршня с трубкой равна m=2.4 кг. площадь поперечного сечения трубки s1=20 см2. трения нет

Рассмотрим положение равновесия этой системы.

Давление, создаваемое столбом жидкости в трубке p₁ должно быть равно давлению, создаваемому поршнем p₂ (принцип гидравлического пресса).

.

Давление, создаваемое столбом воды (гидростатическое давление):

Давление, создаваемое поршнем (сила к площади):

.

Отсюда получаем:

Подставляя значения, принимая ρ=1 г/см³:

h = 2400/(80*1) = 30 см

Вариант 10.

Резисторы R₁ и R₂ соединены параллельно:

           R₁₂ = R₁R₂/(R₁+R₂) = 6 · 12 : 18 = 4 (Ом)

Резисторы R₄ и R₅ соединены параллельно:

           R₄₅ = R₄R₅/(R₄+R₅) = 3 · 6 : 9 = 2 (Ом)

Резистор R₃ и группы R₁₂ и R₄₅ соединены последовательно. Общее сопротивление участка цепи:

           R = R₁₂ + R₃ + R₄₅ = 4 + 2 + 2 = 8 (Ом)

Напряжение на R₄ и R₅:

           U₄₅ = I₄·R₄ = 8 · 3 = 24 (B)

Ток через R₅:  

           I₅ = U₄₅/R₅ = 24 : 6 = 4 (A)

Общий ток в цепи:

           I = I₁₂ = I₃ = I₄₅ = I₄ + I₅ = 8 + 4 = 12 (A)

Напряжение на концах участка цепи:

           U = I·R = 12 · 8 = 96 (B)

Напряжение на R₃:

           U₃ = I₃R₃ = 12 · 2 = 24 (В)

Напряжение на R₁ и R₂:

           U₁₂ = I₁₂·R₁₂ = 12 · 4 = 48 (B)

Ток через R₁:

            I₁ = U₁₂/R₁ = 48 : 6 = 8 (A)

Ток через R₂:

           I₂ = U₁₂/R₂ = 48 : 12 = 4 (A)

Вариант 10.

Резисторы R₁ и R₂ соединены параллельно:

           R₁₂ = R₁R₂/(R₁+R₂) = 6 · 12 : 18 = 4 (Ом)

Резисторы R₄ и R₅ соединены параллельно:

           R₄₅ = R₄R₅/(R₄+R₅) = 3 · 6 : 9 = 2 (Ом)

Резистор R₃ и группы R₁₂ и R₄₅ соединены последовательно. Общее сопротивление участка цепи:

           R = R₁₂ + R₃ + R₄₅ = 4 + 2 + 2 = 8 (Ом)

Напряжение на R₄ и R₅:

           U₄₅ = I₄·R₄ = 8 · 3 = 24 (B)

Ток через R₅:  

           I₅ = U₄₅/R₅ = 24 : 6 = 4 (A)

Общий ток в цепи:

           I = I₁₂ = I₃ = I₄₅ = I₄ + I₅ = 8 + 4 = 12 (A)

Напряжение на концах участка цепи:

           U = I·R = 12 · 8 = 96 (B)

Напряжение на R₃:

           U₃ = I₃R₃ = 12 · 2 = 24 (В)

Напряжение на R₁ и R₂:

           U₁₂ = I₁₂·R₁₂ = 12 · 4 = 48 (B)

Ток через R₁:

            I₁ = U₁₂/R₁ = 48 : 6 = 8 (A)

Ток через R₂:

           I₂ = U₁₂/R₂ = 48 : 12 = 4 (A)