如图所示,连通器左管的横截面积为4cm2,右管的横截面积为2cm2.当塞子密封时,其内水银液面高度差

压强 已结 1 412
一墨一橙
一墨一橙 2021-4-2 09:45

如图所示,连通器左管的横截面积为4cm2,右管的横截面积为2cm2.当塞子密封时,其内水银液面高度差为30cm.当时大气压为70cm水银柱高,g取10N/kg.试求: 

(1)左管内密闭气体的压强; 

(2)塞子所受的静摩擦力的大小和方向; 

(3)塞子拔了后,左管内水银面上升的距离.


1条回答
  •  从容不迫的
    2021-4-15 09:09

    解析:

    (1)左管内密闭气体的压强:

    p=p大气+p汞=70cmHg+30cmHg=100cmHg

    =ρ汞gh=13.6×103kg/m3×10N/kg×100×10-2m

    =1.36×105Pa

    (2)塞子受力情况为:上表面空气向下压力F1,下表面气体向上压力为F2,由于F2>F1且塞子静止,所以所受静摩擦力f方向的方向向下。根据平衡力知识知:

    F1+f=F2  即

    p0S+f=pS

    f= pS -p0S=(p- p0)S=(100cmHg-70cmHg)S

    =30cmHg×S

    =13.6×103kg/m3×10N/kg×30×10-2m×4×10-4m2

    =16.32N

    (3)设平衡时左边上升h’,则右边下降h-h’。下降的体积等于上升的体积。故

    S左h’=S右(h-h’) 即

    4h’=2×(30-h’)

    h’=10cm


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