Условие задачи:

Образовавшееся на дне нефтяного бака отверстие в 5 см2 заделано пробкой. До какой предельной высоты можно наливать в этот бак нефть, если пробка в состоянии выдержать давление в 196 кПа? Весом пробки пренебречь.

Задача №3.2.18 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(S=5\) см2, \(p=196\) кПа, \(h-?\)

Решение задачи:

Схема к решению задачи По сути пробка будет находиться в баке до тех пор, пока сила давления нефти \(P\) на пробку не станет больше силы трения покоя \(F_{тр}\), действующей между пробкой и баком.

\[P \leq {F_{тр}}\]

В этой задаче сила трения приведена к площади пробки (хотя она действует вдоль поверхности контакта пробки и бака), поэтому дано давление, которое может выдержать пробка.

Очевидно, что пробка выскочит, когда гидростатическое давление столба нефти станет равным данному максимальному выдерживаемому давлению, то есть:

\[p = \rho gh\]

Замечу, что учитывать атмосферное давление не нужно, поскольку оно действует на пробку и сверху (через нефть), и снизу.

Выразим искомую высоту нефти \(h\):

\[h = \frac{p}{{\rho g}}\]

Плотность нефти — это табличная величина, равна 800 кг/м3. Посчитаем ответ к задаче:

\[h = \frac{{196 \cdot {{10}^3}}}{{800 \cdot 10}} = 24,5\;м\]

Ответ: 24,5 м.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

3.2.17 На какой глубине моря гидростатическое давление воды равно 4,9 МПа? Плотность
3.2.19 Поверхность воды в водонапорной башне находится на 30 м выше водопроводного
3.2.20 С какой силой выталкивается вода из иглы медицинского шприца, если на поршень

Пожалуйста, поставьте оценку
( 6 оценок, среднее 2.33 из 5 )
Вы можете поделиться с помощью этих кнопок:
Комментарии: 2
  1. Аноним

    почему давление домножается на 10^3 в расчётах?

    1. Samuel

      Потомучто приставка кило означает 10^3. Загуглите «дольные и кратные»

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: