Người ta đổ thêm 100 cm3 nước vào một nhánh của một bình hình chữ U

Trang trước Trang sau

Câu hỏi 34.9 trang 67 SBT Vật Lí 10: Người ta đổ thêm 100 cm³ nước vào một nhánh của một bình hình chữ U có hai nhánh giống nhau đang chứa thủy ngân. Hỏi mặt thoáng của thủy ngân ở nhánh bên kia của bình di chuyển bao nhiêu cm? Biết đường kính trong của bình d = 2 cm, khối lượng riêng của thủy ngân $ρ_{H g}$ = 13600kg/m³ và của nước $ρ_{H_{2} O}$ = 1000kg/m³.

Lời giải:

Mặt thoáng của thủy ngân ban đầu ở vị trí A. Khi đổ thêm nước vào thì A ở nhánh có nước chuyển xuống B, mặt thoáng ở nhánh còn lại chuyển tới C, như hình vẽ.

Người ta đổ thêm 100 cm3 nước vào một nhánh của một bình hình chữ U

Ta có: AB = A’C

Suy ra: $h_{H g} = B' C = 2 A' C; A B = \frac{h_{H g}}{2}$

Người ta đổ thêm 100 cm3 nước vào một nhánh của một bình hình chữ U

Gọi áp suất ở mặt thoáng của nước là p₂: p₂ = p_a (áp suất khí quyển)

Gọi áp suất ở mặt thoáng của Hg là p’₂: p’₂ = p_a, suy ra p₂ = p’₂ (1)

Gọi áp suất của nước ở B là p₁; áp suất của thủy ngân ở B’ là p’₁.

Vì B và B’ nằm trên cùng một mặt phẳng ngang nên p₁ = p’₁ (2)

Ta có:

$Δ p = p_{1} - p_{2} = ρ_{H_{2} O} . g . h_{H_{2} O}$

$Δ p' = p_{1}' - p_{2}' = ρ_{H g} . g . h_{H g}$

Từ (1) và (2) suy ra: $Δ p = Δ p'$

Người ta đổ thêm 100 cm3 nước vào một nhánh của một bình hình chữ U

$\Rightarrow Δ h = \frac{h_{H g}}{2}$ = 1,17cm

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 10 Kết nối tri thức khác