Сполучені посудини – фізика

Встановлення рівня рідини в сполучених посудинах
На малюнку 116 зображені дві посудини, з’єднані між собою гумовою трубкою. Такі посудини називають сполученими. Лейка, чайник, кавник – приклади сполучених посудин (рис. 117). З досвіду ми знаємо, що вода, налита, наприклад, в лійку, варто завжди в резервуарі лійки і в бічній трубці на одному рівні.

З сполученими посудинами можна проробити наступний простий досвід. На початку досвіду (рис. 116, а) гумову трубку в середині затискають і в одну з трубок наливають воду. Потім затиск відкривають, і вода починає перетікати в іншу трубку до тих пір, поки поверхні води в обох трубках не встановили на одному рівні (рис. 116, б). Можна закріпити одну з трубок в штативі, а іншу піднімати, опускати або нахиляти в сторони. І в цьому випадку, як тільки рідина заспокоїться, її рівні в обох трубках будуть однаковими (рис. 116, в).

У сполучених посудинах будь-якої форми і перетину поверхні однорідної рідини встановлюються на одному рівні (за умови, що тиск повітря над рідиною однаково) (рис. 118).

Це можна обгрунтувати наступним чином. Рідина спочиває, що не переміщаючись з однієї судини в іншій (див. Рис. 116). Значить, тиску в обох судинах на будь-якому рівні однакові. Рідина в обох судинах одна і та ж, т. Е. Має однакову щільність. Отже, повинні бути однакові і її висоти. Коли ми піднімаємо одну посудину або доливаємо в нього рідину, то тиск в ньому збільшується і рідина переміщається в іншу посудину до тих пір, поки тиску не стануть однаковими.

Прилад, що демонструє встановлення рівня рідини в сполучених посудинах
Прикладом сполучених посудин можуть служити шлюзи, які споруджують для проходу суден в обхід гребель гідроелектростанцій, або канали, що з’єднують річки (рис. 122).

Якщо в один з сполучених посудин налити рідину однієї щільності, а в другій – інший, то при рівновазі рівні цих рідин, не будуть однаковими. І це зрозуміло. Ми ж знаємо, що тиск рідини на дно посудини прямо пропорційно висоті стовпа і щільності рідини. А в цьому випадку щільності рідин різні, тому висоти стовпів цих рідин будуть різні.

При рівності тисків висота стовпа рідини з більшою щільністю буде менше висоти стовпа рідини з меншою щільністю (рис. 119).

Питання
1. Які приклади сполучених посудин ви можете навести?
2. Як розташовуються поверхні однорідної рідини в сполучених посудинах?
3. Як розташовуються поверхні різнорідних рідин у сполучених посудинах?

Посилання на основну публікацію