В U-образной трубке находится вода. Найдите, насколько изменится уровень воды в трубке, если в одно колено поместить кусок льда с вмороженным в него кусочком дерева и подождать, пока лед полностью растает. Масса кусочка дерева m1=200 г, масса льда без дерева m2=100 г. Плотность воды в = 1000 кг м3. Площадь сечения концов трубки равна S=100 см2

Ответ:

ОбъяснениеДля решения задачи нужно воспользоваться законом Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость или газ, действует сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости или газа.

Сначала найдем объем вытесненной воды при погружении льда с деревом в трубку. Объем вытесненной воды равен объему погруженного тела, то есть сумме объемов льда и дерева:

V = V(льда) + V(дерева)

Объем льда равен массе льда, поделенной на его плотность:

V(льда) = m2 / ρ(льда) = 0.1 кг / 917 кг/м3 ≈ 0.000109 м3

Объем дерева можно найти, зная его массу и плотность:

V(дерева) = m1 / ρ(дерева) = 0.2 кг / 700 кг/м3 ≈ 0.000286 м3

Тогда общий объем вытесненной воды будет:

V = V(льда) + V(дерева) ≈ 0.000395 м3

При этом масса вытесненной воды будет равна ее объему, умноженному на ее плотность:

m = V * ρ = 0.000395 м3 * 1000 кг/м3 = 0.395 кг

Теперь нужно найти, насколько изменится уровень воды в трубке. Для этого воспользуемся формулой:

Δh = m / (S * ρ)

где Δh - изменение уровня воды, S - площадь сечения трубки, ρ - плотность воды.

Подставляя известные значения, получим:

Δh = 0.395 кг / (100 см2 * 1000 кг/м3) ≈ 0.00395 м = 3.95 мм

Таким образом, уровень воды в трубке поднимется на 3.95 мм.: