НОФ 2011, III кръг (национален), 8. клас — Задача 3. Равновесие

XLIII Национална олимпиада по физика 2011, национален кръг, тема за 8. клас · 30 април 2011 г. · 10 т.

Условие

Част 1. В цилиндрична мензура с лице на основата $S = 10\ \mathrm{cm^2}$ е налята вода. С колко ще се покачи равнището на водата в мензурата, ако поставим във водата тяло с маса $m = 15\ \mathrm{g}$? Тялото плава на повърхността на водата. [3 т.]

Част 2. Две еднакви цилиндрични чаши с височина $20\ \mathrm{cm}$ са поставени върху хоризонтална маса и са напълнени до една и съща височина $h = 17\ \mathrm{cm}$ съответно с вода и с бензин. Чашите отгоре са свързани с тънка стъклена тръбичка, двете части на която са разделени от кран. Отворените краища на тръбичката са потопени на една и съща дълбочина $h/2$ в двете течности. В началния момент тръбичката е пълна с вода, а кранът е затворен (фиг. 5). Отваряме крана – двете части на тръбичката се свързват и заедно с чашите образуват скачени съдове. [7 т.]

а) Част от коя от двете течности преминава през тръбичката? Защо?

б) Кое е условието течностите да се намират в механично равновесие?

в) Опишете съдържанието на двете чаши, когато настъпи равновесие.

г) Определете височините $h_1$ и $h_2$, на които се намират свободните повърхности на течностите в двете чаши при равновесие.

Обемът на тръбичката е пренебрежимо малък. Двете течности са несмесващи се.

Стойности на физични величини и константи, които можете да използвате при решаването на задачите

величина	стойност
земно ускорение	$10\ \mathrm{m/s^2}$
плътност на водата	$1000\ \mathrm{kg/m^3}$
плътност на бензина	$700\ \mathrm{kg/m^3}$
специфичен топлинен капацитет на алуминия	$900\ \mathrm{J/(kg\cdot{}^\circ C)}$

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: NOF3_2011_8problems.pdf · официални решения: NOF3_2011_8solutions.pdf